رئيسي علم

ليف ديفيدوفيتش لانداو الفيزيائي الروسي

ليف ديفيدوفيتش لانداو الفيزيائي الروسي
ليف ديفيدوفيتش لانداو الفيزيائي الروسي

فيديو: في مثل هذا اليوم 22 الثاني والعشرون من يناير كانون الثاني 2024, يوليو

فيديو: في مثل هذا اليوم 22 الثاني والعشرون من يناير كانون الثاني 2024, يوليو
Anonim

ليف ديفيدوفيتش لانداو (ولد في 9 يناير [22 يناير ، نيو ستايل] ، 1908 ، باكو ، الإمبراطورية الروسية (أذربيجان الآن) - توفي في 1 أبريل 1968 ، موسكو ، روسيا ، اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) ، فيزيائي نظري سوفيتي ، أحد المؤسسين لنظرية الكم للمادة المكثفة التي تم الاعتراف بأبحاثها الرائدة في هذا المجال مع جائزة نوبل للفيزياء لعام 1962.

كان لانداو معجزة رياضية وشقيعا رهيبا. عكست دراسته التعرجات للإصلاحات التعليمية الراديكالية خلال الفترة المضطربة التي تلت الثورة الروسية عام 1917. مثل العديد من العلماء من الجيل السوفياتي الأول ، لم يكمل لانداو بعض المراحل التعليمية ، مثل المدرسة الثانوية. لم يكتب أبدًا أطروحة دكتوراه أيضًا ، حيث تم إلغاء الدرجات الأكاديمية ولم يتم استعادتها حتى عام 1934. أكمل الدورة الجامعية في الفيزياء في جامعة ولاية لينينغراد ، حيث درس من عام 1924 إلى عام 1927. في عام 1934 حصل لانداو على درجة الدكتوراه كما عالم قائم بالفعل.

بينما كان لا يزال طالبًا ، نشر لانداو مقالاته الأولى. ظهرت نظرية جديدة لميكانيكا الكم في ألمانيا خلال تلك السنوات ، واشتكى الشاب البالغ من العمر 20 عامًا من أنه وصل متأخراً قليلاً للمشاركة في الثورة العلمية العظيمة. بحلول عام 1927 ، تم الانتهاء من ميكانيكا الكم بشكل أساسي ، وبدأ الفيزيائيون في العمل على تعميمها النسبي وتطبيقاتها على فيزياء الحالة الصلبة والفيزياء النووية. نضج لانداو بشكل احترافي في ندوة ياكوف فرينكل في معهد لينينغراد الفيزيائي التقني ثم خلال رحلته الخارجية في 1929-1931. وبدعم من الراتب السوفيتي وزمالة روكفلر ، زار جامعات في زيورخ وكوبنهاغن وكامبريدج ، وتعلم بشكل خاص من الفيزيائيين فولفجانج باولي ونيلز بور. في عام 1930 ، أشار لانداو إلى تأثير جديد ناتج عن تكمية الإلكترونات الحرة في البلورات - diamagnetism مقابل Landau المغنطيسية التي عولجت في وقت سابق من قبل باولي. في ورقة مشتركة مع الفيزيائي رودولف بييرلس ، جادل لانداو بالحاجة إلى ثورة مفاهيمية جذرية أخرى في الفيزياء من أجل حل الصعوبات المتزايدة في نظرية الكم النسبية.

في عام 1932 ، بعد فترة وجيزة من عودته إلى الاتحاد السوفيتي ، انتقل لانداو إلى المعهد الأوكراني للفيزيائية التقنية (UFTI) في خاركوف (الآن خاركيف). تم تنظيمها وإدارتها مؤخرًا من قبل مجموعة من الفيزيائيين الشباب ، اندفعت UFTI إلى المجالات الجديدة للفيزياء النووية والنظرية ودرجات الحرارة المنخفضة. جنبا إلى جنب مع طلابه الأوائل - Evgeny Lifshits و Isaak Pomeranchuk و Aleksandr Akhiezer - قام لانداو بحساب التأثيرات في الديناميكا الكهربائية الكمومية وعمل على نظرية المعادن والمغناطيسية الحديدية والموصلية الفائقة بالتعاون الوثيق مع مختبر علم التبريد التجريبي Lev Shubnikov في المعهد. في عام 1937 ، نشر لانداو نظريته حول التحولات الطورية من الدرجة الثانية ، حيث تتغير المعلمات الديناميكية الحرارية للنظام بشكل مستمر ولكن يتغير تناظره فجأة.

في نفس العام ، تسببت المشاكل السياسية في انتقاله المفاجئ إلى معهد Pyotr Kapitsa للمشاكل البدنية في موسكو. أصبحت الصراعات المؤسسية في UFTI وجامعة خاركوف ، والسلوك الأيقوني اللانداوي الخاص ، مسيسة في سياق التطهير الستاليني ، مما أدى إلى وضع يهدد الحياة. في وقت لاحق من عام 1937 ، ألقت الشرطة السياسية القبض على العديد من علماء UFTI وتم إعدام البعض ، بما في ذلك Shubnikov. تبع المراقبة مراقبة لانداو إلى موسكو ، حيث ألقي القبض عليه في أبريل 1938 بعد مناقشة نشرة معادية للستالينية مع زميلين. بعد عام واحد ، تمكن كابيتسا من إطلاق سراح لانداو من السجن عن طريق الكتابة إلى رئيس الوزراء الروسي ، فياتشيسلاف م. مولوتوف ، بأنه يحتاج إلى مساعدة المنظر لفهم الظواهر الجديدة التي لوحظت في الهليوم السائل.

نشر لانداو في عام 1941 شرحًا نظريًا كمّيًا لاكتشاف كابيتسا عن السيولة الفائقة في الهليوم السائل. اعتمدت نظرية لانداو على مفهوم الإثارة الجماعية التي اقترحها في وقت سابق إلى حد ما فرانكل والفيزيائي إيغور تام. وحدة كمية من الحركة الجماعية للعديد من الجسيمات الذرية ، يمكن وصف هذا الإثارة رياضياً كما لو كان جسيمًا واحدًا من نوع جديد ، غالبًا ما يطلق عليه "الجسيم شبه". لشرح السيولة الفائقة ، افترض لانداو أنه بالإضافة إلى الفونون (كم الموجة الصوتية) هناك إثارة جماعية أخرى ، الروتون (كم حركة الدوامة). نالت نظرية لانداو عن السيولة الفائقة القبول في الخمسينات بعد أن أكدت العديد من التجارب بعض التأثيرات الجديدة والتنبؤات الكمية بناءً على ذلك.

في عام 1946 ، تم انتخاب لانداو كعضو كامل في أكاديمية العلوم السوفياتية. قام بتنظيم مجموعة نظرية في معهد المشاكل الفيزيائية مع إسحاق خالاتنيكوف ولاحقًا أليكسي أ. أبريكوسوف. كان على الطلاب الجدد اجتياز سلسلة من الاختبارات الصعبة ، تسمى الحد الأدنى لانداو ، للانضمام إلى المجموعة. كانت الندوة الأسبوعية للمجموعة بمثابة مركز المناقشة الرئيسي للفيزياء النظرية في موسكو ، على الرغم من أن العديد من المتحدثين لم يتمكنوا من التعامل مع مستوى النقد المدمر الذي يعتبر طبيعيًا في اجتماعاته. على مر السنين ، نشر لانداو و Lifshits دورة متعددة الأجزاء من الفيزياء النظرية ، وهي أداة تعليمية رئيسية لعدة أجيال من طلاب البحث في جميع أنحاء العالم.

احتضن العمل الجماعي لمجموعة لانداو عمليا كل فرع من فروع الفيزياء النظرية. في عام 1946 وصف ظاهرة تخميد لانداو للموجات الكهرومغناطيسية في البلازما. جنباً إلى جنب مع فيتالي ل.جينزبرج ، حصل لانداو في عام 1950 على المعادلات الصحيحة لنظرية الموصلية المجهرية (الظاهرية) للموصلية الفائقة. خلال الخمسينيات اكتشف هو والمتعاونون أنه حتى في الديناميكا الكهربائية الكمية المعاد صياغتها ، تظهر صعوبة تباعد جديدة (موسكو صفر ، أو القطب لانداو). إن ظاهرة الثابت الثابت للاقتران اللانهائي أو التلاشي عند بعض الطاقة هي سمة مهمة لنظريات المجال الكمومي الحديثة. بالإضافة إلى نظريته لعام 1941 عن السيولة الفائقة ، في عام 1956-1958 قدم لانداو نوعًا مختلفًا من السائل الكمي ، الذي تتصرف حماسه الجماعي إحصائيًا مثل الفرميونات (مثل الإلكترونات والنيوترونات والبروتونات) بدلاً من البوزونات (مثل الميزونات). قدمت نظريته Fermi-liquid الأساس للنظرية الحديثة للإلكترونات في المعادن وساعدت أيضًا في تفسير السيولة الفائقة في He-3 ، النظير الأخف من الهليوم. في أعمال لانداو وطلابه ، تم تطبيق طريقة الجسيمات شبه بنجاح على مشكلات مختلفة وتم تطويرها إلى أساس لا غنى عنه لنظرية المادة المكثفة.

حتى بعد زواجه في عام 1939 ، تمسك لانداو بالنظرية القائلة بأن الاتحاد يجب ألا يقيد الحرية الجنسية لكلا الشريكين. لم يعجبه الفلسفة الطبيعية للمادية الديالكتيكية ، خاصة عند تطبيقها على الفيزياء ، لكنه دعم المادية التاريخية - الفلسفة السياسية الماركسية - كمثال على الحقيقة العلمية. لقد كره جوزيف ستالين لخيانة المثل العليا لثورة 1917 ، وبعد الثلاثينيات من القرن الماضي انتقد النظام السوفياتي باعتباره لم يعد اشتراكيًا بل فاشيًا. إدراكا منه أن التهم السياسية السابقة ضده لم يتم سحبها رسميا ، أجرى لانداو بعض الحسابات لمشروع الأسلحة النووية السوفياتية ، ولكن بعد وفاة ستالين في عام 1953 ، رفض العمل المصنف لأنه لم يعد ضروريًا لحمايته الشخصية. ساهمت عبادة العلوم بعد الحرب في الاعتراف العام وعبادة الأبطال التي حصل عليها خلال سنواته الأخيرة. في عام 1962 عانى لانداو من إصابات خطيرة في حادث سيارة. تمكن الأطباء من إنقاذ حياته ، لكنه لم يتعاف أبدًا بما يكفي للعودة إلى العمل وتوفي بسبب مضاعفات لاحقة.