หลัก วิทยาศาสตร์

Lev Davidovich Landau นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย

Lev Davidovich Landau นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย
Lev Davidovich Landau นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย
Anonim

Lev Davidovich Landau, (เกิด 9 มกราคม [22 มกราคม, แบบใหม่], 1908, Baku, จักรวรรดิรัสเซีย (ตอนนี้อาเซอร์ไบจาน)) - เสียชีวิตเมื่อวันที่ 1 เมษายน 1968, มอสโก, รัสเซีย, ล้าหลัง) นักฟิสิกส์ทฤษฎีโซเวียตหนึ่งในผู้ก่อตั้ง ทฤษฎีควอนตัมของสสารควบแน่นซึ่งเป็นผู้บุกเบิกการวิจัยในสาขานี้ได้รับการยอมรับด้วยรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 1962

รถม้าสี่ล้อเป็นอัจฉริยะทางคณิตศาสตร์และอองฟองต์สาหัส การศึกษาของเขาสะท้อนให้เห็นซิกแซกของการปฏิรูปการศึกษาที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในช่วงระยะเวลาปั่นป่วนหลังจากการปฏิวัติรัสเซียในปี 1917 เช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์หลายคนในยุคโซเวียตรุ่นแรกรถม้าสี่ล้อก็ไม่สมบูรณ์ เขาไม่เคยเขียนวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกเช่นเดียวกับที่องศาการศึกษาได้ถูกยกเลิกและไม่ได้รับการบูรณะจนกระทั่ง 1934 เขาได้สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีสาขาฟิสิกส์ที่ Leningrad State University ซึ่งเขาศึกษาจาก 1924 ถึง 1927 ในปี 1934 กุ๊บได้รับปริญญาเอก นักวิชาการที่จัดตั้งขึ้นแล้ว

ในขณะที่ยังเป็นนักเรียนกุ๊บตีพิมพ์บทความแรกของเขา ทฤษฎีใหม่ของกลศาสตร์ควอนตัมปรากฏในประเทศเยอรมนีในช่วงหลายปีที่ผ่านมาและเด็กอายุ 20 ปีบ่นว่าเขามาถึงสายเกินไปที่จะมีส่วนร่วมในการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ครั้งใหญ่ ในปี 1927 กลศาสตร์ควอนตัมก็เสร็จสมบูรณ์เป็นหลักและนักฟิสิกส์เริ่มทำงานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ทั่วไปและการประยุกต์กับฟิสิกส์สถานะของแข็งและนิวเคลียร์ รถม้าสี่ล้อครบกำหนดอย่างมืออาชีพในยาโคฟ I. สัมมนาของ Frenkel ที่สถาบันฟิสิกส์ - เลนินกราดและจากนั้นในระหว่างการเดินทางไปต่างประเทศของเขาในปี 2472-31 ได้รับการสนับสนุนจากค่าจ้างของสหภาพโซเวียตและกลุ่มมิตรภาพร็อคกี้เฟลเลอร์เขาไปเยี่ยมชมมหาวิทยาลัยในซูริคโคเปนเฮเกนและเคมบริดจ์โดยเรียนรู้จากนักฟิสิกส์ Wolfgang Pauli และ Niels Bohr ในปี 1930 รถม้าสี่ล้อชี้ให้เห็นถึงผลกระทบใหม่ที่เกิดจากการควอนไทซ์ของอิเล็กตรอนอิสระในผลึก - รถม้าเล็ก diamagnetism ตรงข้ามกับ paramagnetism หมุนก่อนรับการรักษาโดย Pauli ในบทความร่วมกับนักฟิสิกส์ Rudolf Peierls กุ๊บโต้เถียงกันถึงความจำเป็นในการปฏิวัติแนวคิดทางฟิสิกส์ในวิชาฟิสิกส์เพื่อแก้ไขปัญหาในทฤษฎีควอนตัมเชิงสัมพัทธภาพ

2475 ในไม่นานหลังจากที่เขากลับไปยังสหภาพโซเวียตกุ๊บย้ายไปที่สถาบันเทคนิค - เทคนิคฟิสิกส์ (UFTI) ในคาร์คอฟยูเครน (ตอนนี้คาร์คิฟ) เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการจัดระเบียบและดำเนินการโดยกลุ่มนักฟิสิกส์รุ่นใหม่ UFTI บุกเข้าไปในสาขาใหม่ของฟิสิกส์ทฤษฎีและฟิสิกส์อุณหภูมิต่ำ ร่วมกับนักเรียนคนแรกของเขา - Evgeny Lifshits, Isaak Pomeranchuk และ Aleksandr Akhiezer - Landau ได้คำนวณผลกระทบในไฟฟ้ากระแสควอนตัมและทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีของโลหะ ใน 1,937 กุ๊บเผยแพร่ทฤษฎีของเขาเปลี่ยนช่วงของลำดับที่สองซึ่งพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ของระบบเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง แต่สมมาตรสลับทันที.

ในปีเดียวกันนั้นปัญหาทางการเมืองทำให้เขาย้ายไปที่สถาบันปัญหาทางกายภาพของ Pyotr Kapitsa ในมอสโก ความขัดแย้งในสถาบันที่ UFTI และมหาวิทยาลัยคาร์คอฟและพฤติกรรมที่โดดเด่นของกุ๊บกลายเป็นเรื่องการเมืองในบริบทของการกำจัดสตาลินทำให้เกิดสถานการณ์ที่คุกคามชีวิต ต่อมาในปีพ. ศ. 2480 นักวิทยาศาสตร์ UFTI หลายคนถูกจับกุมโดยตำรวจการเมืองและบางคนรวมถึง Shubnikov ถูกประหารชีวิต การเฝ้าระวังตามรถม้าไปมอสโคว์มอสโกซึ่งเขาถูกจับกุมในเดือนเมษายน 2481 หลังจากคุยเรื่องใบปลิวต่อต้านสตาลินกับเพื่อนร่วมงานสองคน หนึ่งปีต่อมา Kapitsa พยายามที่จะปล่อยรถม้าสี่ล้อออกจากคุกโดยเขียนถึงนายกรัฐมนตรีรัสเซีย Vyacheslav M. Molotov ว่าเขาต้องการความช่วยเหลือจากนักทฤษฎีเพื่อที่จะเข้าใจปรากฏการณ์ใหม่ที่พบในฮีเลียมเหลว

คำอธิบายเชิงควอนตัมเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับการค้นพบของคาพิตซาเกี่ยวกับการฟลูออไรด์ในฮีเลียมเหลวถูกตีพิมพ์โดยกุ๊บในปี 2484 ทฤษฎีของกุ๊บอาศัยแนวคิดของการกระตุ้นโดยรวมที่ได้รับการแนะนำก่อนหน้านี้โดย Frenkel หน่วยเชิงปริมาณของการเคลื่อนที่แบบรวมของอนุภาคอะตอมจำนวนมากการกระตุ้นดังกล่าวสามารถอธิบายทางคณิตศาสตร์ได้ราวกับว่ามันเป็นอนุภาคเดี่ยวของนวนิยายบางชนิดซึ่งมักเรียกว่า "quasiparticle" เพื่ออธิบาย superfluidity กุ๊บสันนิษฐานว่านอกเหนือไปจาก phonon (ควอนตัมของคลื่นเสียง) มีอีกกลุ่มหนึ่งที่กระตุ้นการหมุน (การเคลื่อนไหวของกระแสน้ำวนควอนตัม) ทฤษฎีซูเปอร์ฟลูอิดของกุ๊บได้รับการยอมรับในปี 1950 หลังจากการทดลองหลายครั้งยืนยันผลใหม่และการคาดการณ์เชิงปริมาณตามนั้น

ใน 1,946 กุ๊บได้รับเลือกเป็นสมาชิกเต็มของล้าหลัง Academy of Sciences. เขาจัดกลุ่มทฤษฎีในสถาบันปัญหาทางกายภาพกับ Isaak Khalatnikov และต่อมา Alexey A. Abrikosov นักเรียนใหม่จะต้องผ่านการสอบที่ท้าทายเรียกว่า Landau ขั้นต่ำเพื่อเข้าร่วมกลุ่ม กลุ่มสนทนาประจำสัปดาห์ของกลุ่มทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการสนทนาที่สำคัญสำหรับฟิสิกส์เชิงทฤษฎีในมอสโกแม้ว่าผู้พูดหลายคนไม่สามารถรับมือกับการวิพากษ์วิจารณ์ในระดับร้ายแรงซึ่งถือว่าเป็นเรื่องปกติในการประชุม ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา Landau และ Lifshits ตีพิมพ์ Multivolume Course of Theoretical Physics ซึ่งเป็นเครื่องมือการเรียนรู้ที่สำคัญสำหรับนักศึกษาวิจัยหลายรุ่นทั่วโลก

ผลงานรวมของกลุ่มของรถม้าสี่ล้อได้นำเอาวิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีมาใช้ในทุกสาขา ใน 1,946 เขาอธิบายปรากฏการณ์ของรถม้าสี่ล้อทำให้หมาด ๆ ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในพลาสมา. ร่วมกับ Vitaly L. Ginzburg ในปี 1950 กุ๊บได้รับสมการที่ถูกต้องของทฤษฎี macroscopic (phenomenological) ของ superconductivity ในช่วงทศวรรษที่ 1950 เขาและผู้ทำงานร่วมกันค้นพบว่าแม้ในไฟฟ้ากระแสควอนตัม renormalized ความยากลำบากใหม่ปรากฏขึ้น (มอสโกศูนย์หรือเสารถม้าสี่ล้อ) ปรากฏการณ์ของการมีเพศสัมพันธ์คงที่ไม่มีที่สิ้นสุดหรือหายไปที่พลังงานบางอย่างเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของทฤษฎีสนามควอนตัมที่ทันสมัย นอกเหนือจากทฤษฎี superfluidity ในปี 1941 ของเขาในปี ค.ศ. 1956–5858 รถม้าสี่ล้อได้แนะนำของเหลวควอนตัมชนิดต่าง ๆ ซึ่งการกระตุ้นแบบกลุ่มจะทำตัวเป็นแบบเฟอร์มิออน (เช่นอิเล็กตรอนนิวตรอนและโปรตอน) มากกว่า bosons (เช่นมีซอน) ทฤษฎี Fermi-liquid ของเขาเป็นพื้นฐานสำหรับทฤษฎีสมัยใหม่ของอิเล็กตรอนในโลหะและยังช่วยอธิบาย superfluidity ใน He-3 ซึ่งเป็นไอโซโทปเบาของฮีเลียม ในงานของ Landau และนักเรียนของเขาวิธีการ quasiparticles ประสบความสำเร็จในการนำไปใช้กับปัญหาต่าง ๆ และพัฒนาเป็นรากฐานสำคัญของทฤษฎีของสสารควบแน่น

แม้หลังจากการแต่งงานของเขาในปี 2482 รถม้าติดกับทฤษฎีว่าสหภาพต้องไม่ จำกัด เสรีภาพทางเพศของทั้งคู่ เขาไม่ชอบปรัชญาธรรมชาติของลัทธิวัตถุนิยมวิภาษโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อนำไปใช้กับฟิสิกส์ แต่เขาก็สนับสนุนลัทธิวัตถุนิยมประวัติศาสตร์ - ปรัชญาการเมืองของมาร์กซ์ - เป็นตัวอย่างของความจริงทางวิทยาศาสตร์ เขาเกลียดโจเซฟสตาลินเพราะการทรยศต่ออุดมการณ์ของการปฏิวัติในปี 2460 และหลังจากช่วงทศวรรษที่ 1930 เขาวิพากษ์วิจารณ์ระบอบการปกครองของสหภาพโซเวียตว่าไม่ใช่ลัทธิสังคมนิยม แต่เป็นลัทธิฟาสซิสต์ ด้วยความตระหนักว่าข้อกล่าวหาทางการเมืองก่อนหน้านี้ของเขาไม่ได้ถูกถอนออกอย่างเป็นทางการกุ๊บได้ทำการคำนวณบางอย่างสำหรับโครงการอาวุธนิวเคลียร์ของสหภาพโซเวียต แต่หลังจากการตายของสตาลินในปี 2496 เขาปฏิเสธงานลับที่ไม่จำเป็นสำหรับการปกป้องส่วนตัว ลัทธิหลังสงครามของวิทยาศาสตร์มีส่วนทำให้การรับรู้ของสาธารณชนและการบูชาฮีโร่ที่เขาได้รับในปีต่อ ๆ มา ในปี 1962 กุ๊บได้รับบาดเจ็บสาหัสจากอุบัติเหตุทางรถยนต์ แพทย์สามารถช่วยชีวิตเขาได้ แต่เขาไม่เคยฟื้นตัวเพียงพอที่จะกลับไปทำงานได้และเขาเสียชีวิตจากโรคแทรกซ้อนที่ตามมา