Lev Landau: ประวัติย่อผลงานทางวิทยาศาสตร์

Lev Landau (ปีของชีวิต - 1908-1968) เป็นนักฟิสิกส์โซเวียตที่ยิ่งใหญ่ชาวบากู เขาเป็นเจ้าของผลงานวิจัยและการค้นพบที่น่าสนใจจำนวนมาก คุณสามารถตอบคำถาม Lev Landau ที่เขาได้รับรางวัลโนเบล? ในบทความนี้เราจะพูดถึงความสำเร็จและข้อเท็จจริงหลักของชีวประวัติของเขา

ต้นกำเนิดของ Levau Landau

คุณสามารถพูดคุยกันเป็นเวลานานเกี่ยวกับนักวิทยาศาสตร์เช่น Lev Landau ปีแห่งชีวิตอาชีพและความสำเร็จของนักฟิสิกส์นี้ทั้งหมดนี้อาจเป็นที่สนใจของผู้อ่าน เริ่มต้นตั้งแต่ต้น - ด้วยต้นกำเนิดของนักวิทยาศาสตร์ในอนาคต

เขาเกิดในครอบครัว Lubov และ David Landau พ่อของเขาเป็นวิศวกรน้ำมันที่รู้จักกันดี เขาทำงานในทุ่งน้ำมัน สำหรับแม่โดยอาชีพเธอเป็นหมอ เป็นที่ทราบกันดีว่าผู้หญิงคนนี้ได้ทำการศึกษาทางสรีรวิทยา เห็นได้ชัดว่า Lev Landau เป็นลูกหลานของครอบครัวที่ชาญฉลาด พี่สาวของเขาโดยวิธีการที่กลายเป็นวิศวกรเคมี

ปีการศึกษา

Lev Davidovich ศึกษาในระดับมัธยมศึกษาตอนปลายซึ่งเขาจบการศึกษาเก่งเมื่ออายุ 13 ปี พ่อแม่ของเขารู้สึกว่าลูกชายยังเด็กมากสำหรับการศึกษาในสถาบันอุดมศึกษา ดังนั้นพวกเขาจึงตัดสินใจที่จะส่งเขาไปหนึ่งปีที่วิทยาลัยเศรษฐศาสตร์บากู จากนั้นในปีพ. ศ. 2465 เขาเข้ารับการรักษาตัวที่มหาวิทยาลัยบากู ที่นี่ Lev Landau ศึกษาเคมีและฟิสิกส์ อีกสองปีต่อมา Lev Davidovich ได้ย้ายไปที่ Leningrad University เพื่อไปยังแผนกฟิสิกส์

ผลงานทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรก, การศึกษาระดับปริญญาโท

เมื่ออายุได้สิบเก้าแล้วล่ะก็เป็นนักเขียนบทความทางวิทยาศาสตร์สี่เล่มที่ตีพิมพ์แล้ว ในงานเหล่านี้เรียกว่าเมทริกซ์ความหนาแน่นที่เรียกว่าครั้งแรก คำนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน เขาอธิบายสถานะพลังงานควอนตัม แลนดาจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยในปีพ. ศ. 2470 จากนั้นเขาก็เข้าศึกษาต่อในสถาบันการศึกษา Leningrad Institute of Physics and Technology ในสถาบันการศึกษาแห่งนี้เขาเคยทำงานเกี่ยวกับควอนตัมพลศาสตร์และทฤษฎีแม่เหล็กของอิเล็กตรอน

การเดินทางเพื่อทำธุรกิจ

ระหว่างปีพศ. 2472 ถึง พ.ศ. 2474 เลฟเลอกุได้รับภารกิจทางวิทยาศาสตร์ ปีแห่งชีวิตอาชีพและความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์คนนี้เกี่ยวข้องกับความร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับเพื่อนร่วมงานชาวต่างชาติ ดังนั้นในระหว่างการเดินทางเขาเดินทางไปยังสวิสเซอร์แลนด์เยอรมนีเนเธอร์แลนด์อังกฤษและเดนมาร์ก ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเขาได้พบและทำความคุ้นเคยกับผู้ก่อตั้ง กลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเพิ่งปรากฏตัว ในบรรดานักวิทยาศาสตร์ที่พบกับ Landau คือ Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg และ Niels Bohr Lev Davidovich ล่าสุดได้เก็บความรู้สึกที่เป็นมิตรไว้ตลอดชีวิตของเขา นักวิทยาศาสตร์คนนี้ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากรถม้าสี่ล้อ

Lev Davidovich ในขณะที่ต่างประเทศได้ทำการศึกษาที่สำคัญเกี่ยวกับอิเล็กตรอนอิสระ (สมบัติทางแม่เหล็กของพวกเขา) นอกจากนี้ร่วมกับ Peierls เขายังได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมที่สัมพันธ์กัน ขอบคุณกับผลงานเหล่านี้ Lev Landau ซึ่งมี อาชีพ ร่วมงานกับเพื่อนร่วมงานชาวต่างชาติเริ่มได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในนักฟิสิกส์ทฤษฎีชั้นนำ นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้วิธีจัดการกับระบบทางทฤษฎีที่ซับซ้อนมาก ควรสังเกตว่าภายหลังทักษะนี้เป็นประโยชน์กับเขาเมื่อ Landau เริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับฟิสิกส์ที่มีอุณหภูมิต่ำ

ย้ายไป Kharkov

Lev Davidovich กลับไปที่ Leningrad ในปี 1931 อย่างไรก็ตามเร็ว ๆ นี้เขาตัดสินใจที่จะย้ายไป Kharkov ซึ่งในเวลานั้นเป็นเมืองหลวงของยูเครน ที่นี่นักวิทยาศาสตร์ทำงานที่สถาบันฟิสิกส์ของยูเครนเป็นหัวหน้าภาควิชาทฤษฎีของเขา ในเวลาเดียวกัน Lev Davidovich เป็นหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ทฤษฎีที่ Kharkov University และ Kharkov Institute of Engineering and Mechanics ใน 1,934, ล้าหลัง Academy of Sciences เขาได้รับปริญญาของ Doctor of Physical และคณิตศาสตร์วิทยาศาสตร์. สำหรับเรื่องนี้ลุงไม่จำเป็นต้องปกป้องวิทยานิพนธ์ของเขา ชื่อศาสตราจารย์ได้รับรางวัลในปีหน้าเช่นนักวิทยาศาสตร์เช่น Lev Landau

อาชีพของเขาครอบคลุมพื้นที่วิทยาศาสตร์มากขึ้นเรื่อย ๆ Landau in Kharkov ตีพิมพ์ผลงานในหัวข้อต่างๆเช่นการกระจายตัวของเสียงต้นกำเนิดของพลังงานของดาวการกระจัดกระจายของแสงการถ่ายโอนพลังงานที่เกิดขึ้นในการชนการเหนี่ยวนำคุณสมบัติของแม่เหล็กของวัสดุต่างๆ ฯลฯ ด้วยเหตุนี้เขาจึงกลายเป็นที่รู้จักในฐานะนักทฤษฎีที่มีความสนใจทางวิทยาศาสตร์หลากหลายผิดปกติ

ลักษณะเด่นของผลงานของกุ๊บ

ต่อมาเมื่อ พลาสมาฟิสิกส์ ปรากฏเอกสารของ Landau บนอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้ากลายเป็นประโยชน์อย่างมาก หลังจากยืมแนวคิดบางอย่างจากอุณหพลศาสตร์นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงความคิดสร้างสรรค์เกี่ยวกับระบบอุณหภูมิต่ำ ต้องบอกว่างานทั้งหมดของรถม้าสี่ล้อมีลักษณะเด่นอย่างหนึ่งคือการใช้อัจฉริยะของเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ในการค้นหาเพื่อแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อน Lev Landau มีบทบาทสำคัญในทฤษฎีควอนตัมเช่นเดียวกับการวิจัยเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์และลักษณะของอนุภาคมูลฐาน

โรงเรียน Leo Landau

ช่วงของการวิจัยของเขากว้างอย่างแท้จริง พวกเขาครอบคลุมเกือบทุกพื้นที่หลักของฟิสิกส์ทฤษฎี เนื่องจากความกว้างดังกล่าวของความสนใจของเขานักวิทยาศาสตร์ดึงดูดให้ Kharkov จำนวนมากของนักวิทยาศาสตร์หนุ่มที่มีพรสวรรค์และนักเรียนที่มีพรสวรรค์ ในหมู่พวกเขา Lifshits Evgeny Mikhailovich ที่กลายเป็นพนักงานของ Lev Davidovich และเพื่อนสนิทของเขา โรงเรียนซึ่งเติบโตขึ้นมารอบ ๆ Levau Landau ทำให้ Kharkov กลายเป็นหนึ่งในศูนย์กลางด้านฟิสิกส์ทฤษฎีชั้นนำในเทือกเถาเหล่ากอ

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่านักฟิสิกส์ทฤษฎีควรได้รับการวางรากฐานอย่างทั่วถึงในทุกด้านของวิทยาศาสตร์นี้ ด้วยเหตุนี้เลฟดาวิดวิชจึงพัฒนาโปรแกรมการฝึกอบรมที่เข้มงวดมาก เขาเรียกว่าโปรแกรมนี้เป็น "ขั้นต่ำทางทฤษฎี" ผู้สมัครที่ต้องการเข้าร่วมการสัมมนานำโดยเขาต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่สูงมาก เพียงพอที่จะกล่าวว่าใน 30 ปีแม้คนจำนวนมากเพียง 40 คนผ่านการสอบที่ "ทฤษฎีขั้นต่ำ" อย่างไรก็ตามผู้ที่ประสบความสำเร็จในเรื่องนี้ Lev Davidovich ได้ให้ความสนใจและเสียเวลาอย่างมาก นอกจากนี้พวกเขายังได้รับอิสรภาพอย่างสมบูรณ์ในการเลือกหัวข้อการวิจัย

การสร้างหลักสูตรฟิสิกส์ทฤษฎี

Landau Lev Davidovich รักษาความสัมพันธ์ที่เป็นมิตรกับเพื่อนร่วมงานและนักเรียนของเขา พวกเขาเรียกว่าเสน่หานักวิชาการ Dau เพื่อช่วยให้พวกเขาใน 1935, Lev Davidovich สร้างหลักสูตรรายละเอียดในวิชาฟิสิกส์ ได้รับการเผยแพร่โดย Landau ร่วมกับ EM Lifshitz และเป็นชุดหนังสือเรียน เนื้อหาของพวกเขาได้รับการปรับปรุงและแก้ไขโดยผู้เขียนในช่วง 20 ปีข้างหน้า ความนิยมอย่างมากจากผลประโยชน์เหล่านี้ พวกเขาถูกแปลเป็นหลายภาษาของโลก ในปัจจุบันตำราเหล่านี้ถือได้ว่าเป็นแบบคลาสสิค ในปี ค.ศ. 1962 สำหรับการสร้างหลักสูตรนี้ Landau และ Lifshitz ได้รับรางวัลเลนิน

การทำงานร่วมกับ Kapitza

Lev Davidovich ในปี 1937 ได้ตอบรับคำเชิญของปีเตอร์คาวิตสึ (ภาพที่นำเสนอด้านล่าง) และกลายเป็นหัวหน้าแผนกวิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่สถาบันกายภาพบำบัดมอสโกซึ่งเพิ่งสร้างขึ้นในเวลานั้น อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ถูกจับในปีต่อไป ข้อกล่าวหาเท็จกล่าวว่าเขาหมั้นกับการจารกรรมในเยอรมนี ขอบคุณเฉพาะการแทรกแซงของ Kapitza ที่อุทธรณ์ไปยัง Kremlin, Lev Landau ได้รับการปล่อยตัว

เมื่อ Landau ย้ายจาก Kharkov ไปมอสโก Kapitsa กำลังทดลองทดลองกับ ฮีเลียมเหลว ถ้าอุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 4.2 K (อุณหภูมิสัมบูรณ์ วัดเป็นองศาเคลวินและนับจาก -273.18 ° C นั่นคือจากศูนย์สัมบูรณ์) ก๊าซฮีเลียมจะกลายเป็นของเหลว ในรัฐนี้เรียกว่าฮีเลียม -1 ถ้าอุณหภูมิลดลงเป็น 2.17 K จะผ่านเข้าไปในของเหลวที่เรียกว่าฮีเลียม -2 มี คุณสมบัติที่ น่าสนใจมาก ฮีเลียม -2 สามารถไหลผ่านรูที่เล็กที่สุดได้อย่างง่ายดาย ดูเหมือนว่าความหนืดขาดหายไปอย่างสมบูรณ์ สารเพิ่มขึ้นผนังของเรือเช่นถ้าแรงโน้มถ่วงไม่ส่งผลกระทบต่อมัน นอกจากนี้ค่าการนำความร้อนของมันยังสูงกว่าค่าการนำความร้อนของทองแดงเป็นร้อย ๆ ครั้ง Kapitsa ตัดสินใจที่จะเรียก superfluid liquid helium-2 อย่างไรก็ตามการทดสอบพบว่าความหนืดไม่เป็นศูนย์

นักวิทยาศาสตร์ได้ชี้ให้เห็นว่าพฤติกรรมผิดปกติดังกล่าวเกิดจากผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับสาขาฟิสิกส์ที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมและทฤษฎีควอนตัม ผลกระทบเหล่านี้เกิดขึ้นเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำเท่านั้น มักจะทำให้ตัวเองรู้สึกว่าอยู่ในของแข็งเพราะภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้สารส่วนใหญ่จะแข็งตัว ข้อยกเว้นคือฮีเลียม สารนี้ยังคงเป็นของเหลวได้ถึงศูนย์สัมบูรณ์หากไม่ได้รับความดันสูง Laszlo Tissa ในปี 1938 ชี้ให้เห็นว่าในความเป็นจริง helium เหลวเป็นส่วนผสมของสองรูปแบบคือ helium-2 (ของเหลว superfluid) และ helium-1 (ของเหลวธรรมดา) เมื่ออุณหภูมิลดลงไปเกือบศูนย์สัมบูรณ์อดีตกลายเป็นองค์ประกอบที่โดดเด่น สมมติฐานนี้อธิบายถึงลักษณะของความหนืดที่แตกต่างกันภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน

Landau อธิบายปรากฏการณ์ของ Superfluidity ได้อย่างไร

Lev Landau ซึ่งประวัติสั้น ๆ ของเขาอธิบายเฉพาะความสำเร็จหลักของเขาเท่านั้นสามารถอธิบายปรากฏการณ์ของความเป็นกรด - ด่างได้โดยใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์แบบใหม่ นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ อาศัยกลไกกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งใช้ในการวิเคราะห์พฤติกรรมของอะตอมแต่ละตัว รถกุ๊บยังพิจารณาสถานะควอนตัมของของเหลวในลักษณะเดียวกับถ้ามันเป็นของแข็ง เขาหยิบยกสมมติฐานว่ามีสององค์ประกอบของการกระตุ้นหรือการเคลื่อนไหว สิ่งแรกคือ phonons ซึ่งอธิบายการแพร่กระจายของคลื่นเสียงตามปกติของคลื่นเสียงสำหรับค่าพลังงานและโมเมนตัมที่มีขนาดเล็ก ส่วนที่สองคือโรเตอร์ซึ่งอธิบายถึงการเคลื่อนที่แบบหมุน หลังเป็นการแสดงออกที่ซับซ้อนมากขึ้นของความตื่นเต้นที่เกิดขึ้นที่ค่าพลังงานและโมเมนตัมที่สูงขึ้น นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าปรากฏการณ์ที่สังเกตได้สามารถอธิบายได้จากการมีส่วนร่วมของ rotons และ phonons และปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา

รถม้าสี่ล้ออ้างว่าฮีเลียมเหลวถือได้ว่าเป็นส่วนประกอบ "ปกติ" ซึ่งแช่อยู่ในพื้นหลัง "superfluid" เราจะอธิบายได้อย่างไรว่าฮีเลียมเหลวไหลผ่านช่องว่างแคบ? นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่ามีเพียงองค์ประกอบ superfluid ในกรณีนี้เท่านั้น และโรเตอร์และฟอนอนชนกับผนังที่ยึดไว้

ความสำคัญของทฤษฎีกุ๊บ

ทฤษฎีกุ๊บเช่นเดียวกับการปรับปรุงต่อไปของมันมีบทบาทสำคัญมากในด้านวิทยาศาสตร์ พวกเขาไม่เพียง แต่อธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ แต่ยังทำนายคำอื่น ๆ ด้วย ตัวอย่างหนึ่งคือการขยายพันธุ์ของคลื่นสองคลื่นที่มีคุณสมบัติต่างกันและเรียกว่าเสียงที่หนึ่งและตัวที่สอง เสียงแรกคือคลื่นเสียงสามัญในขณะที่คลื่นที่สองเป็นคลื่นอุณหภูมิ ด้วยทฤษฎีที่สร้างขึ้นโดย Landau นักวิทยาศาสตร์จึงมีความสามารถในการทำความเข้าใจธรรมชาติของความเป็นตัวนำยิ่งยวด

ปีของสงครามโลกครั้งที่สองและยุคหลังสงคราม

Lev Davidovich กำลังศึกษาการระเบิดและการเผาไหม้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง โดยเฉพาะเขาสนใจคลื่นช็อก หลังจากเดือนพฤษภาคมปี 1945 และจนถึงปี ค.ศ. 1962 นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ทำงานในหลาย ๆ ด้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเขาได้ตรวจสอบไอโซโทปฮีเลียมที่หายากซึ่งมีมวลอะตอมเท่ากับ 3 (โดยทั่วไปคือมวลของมันคือ 4) Lev Davidovich ทำนายการดำรงอยู่ของการแพร่กระจายคลื่นแบบใหม่สำหรับไอโซโทปตัวนี้ "Zero sound" - นั่นคือสิ่งที่ Lev Davidovich Landau เรียกมันว่า ชีวประวัติของเขายังกล่าวถึงนอกจากนี้การมีส่วนร่วมในการสร้างระเบิดปรมาณูในสหภาพโซเวียต

อุบัติเหตุรถยนต์รางวัลโนเบลและปีสุดท้ายของชีวิต

ตอนอายุ 53 เขาได้รับอุบัติเหตุทางรถยนต์ซึ่งส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บสาหัส แพทย์หลายคนจากสหภาพโซเวียต, ฝรั่งเศส, แคนาดา, เชโกสโลวะเกียต่อสู้เพื่อชีวิตของนักวิทยาศาสตร์ เขายังคงสติอยู่เป็นเวลา 6 สัปดาห์ ภายในสามเดือนหลังจากที่รถชนไม่รู้จักแม้แต่คนรัก Lev Landau รางวัลโนเบลได้รับรางวัลให้เขาในปี ค.ศ. 1962 อย่างไรก็ตามเนื่องจากสภาพสุขภาพของเขาเขาไม่สามารถเดินทางไปสตอกโฮล์มเพื่อที่จะได้รับมัน ในภาพด้านล่างคุณสามารถเห็น L. Landau และภรรยาของเขาในโรงพยาบาล

รางวัลได้รับรางวัลให้กับนักวิทยาศาสตร์ในกรุงมอสโก หลังจากนั้น Lev Davidovich อาศัยอยู่อีก 6 ปี แต่เขาไม่สามารถกลับไปค้นคว้า Lev Landau เสียชีวิตในกรุงมอสโกอันเป็นผลมาจากอาการแทรกซ้อนจากการบาดเจ็บของเขา

ครอบครัวกุ๊บ

นักวิทยาศาสตร์ในปีพ. ศ. 2480 ได้แต่งงานกับ Drobantseva Concordia วิศวกรด้านเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมอาหาร ผู้หญิงคนนี้มาจากคาร์คอฟ ปีในชีวิตของเธอ - 1908-1984 ลูกชายคนหนึ่งเกิดในครอบครัวซึ่งต่อมาได้กลายเป็นนักฟิสิกส์ทดลองและทำงานที่สถาบันปัญหาทางกายภาพ ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นถึง L. Landau และลูกชายของเขา

นี่คือทั้งหมดที่สามารถบอกได้เกี่ยวกับนักวิทยาศาสตร์เช่น Lev Landau ชีวประวัติของเขาแน่นอนรวมถึงข้อเท็จจริงพื้นฐานเท่านั้น ทฤษฎีที่เขาสร้างขึ้นค่อนข้างซับซ้อนสำหรับผู้อ่านที่ไม่ได้เตรียมตัวไว้ ดังนั้นบทความเพียงสั้น ๆ บอกเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้ Lev กุ๊บที่มีชื่อเสียง ชีวประวัติและความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์คนนี้ยังทำให้เกิดความสนใจอย่างมากทั่วโลก