Lev Landau: biographie courte, contribution à la science

Lev Landau (années de vie – 1908-1968) est un grand physicien soviétique originaire de Bakou. Il possède de nombreuses recherches et découvertes intéressantes. Pouvez-vous répondre à la question, Lev Landau pour lequel il a reçu le prix Nobel? Dans cet article, nous parlerons de ses réalisations et des principaux faits de la biographie.

L'origine du Lev Landau

Vous pouvez parler depuis longtemps d'un scientifique comme Lev Landau. Années de vie, profession et réalisations de ce physicien – tout cela est probablement intéressant pour les lecteurs. Commençons dès le début – avec l'origine du futur scientifique.

Il est né dans la famille de Lubov et David Landau. Son père était un ingénieur pétrolier assez célèbre. Il a travaillé dans les champs de pétrole. Quant à la mère, par profession, elle était médecin. On sait que cette femme a effectué des études physiologiques. Apparemment, Lev Landau était un descendant d'une famille intelligente. Sa sœur aînée, en passant, est devenue un ingénieur chimiste.

Années d'études

Lev Davidovich a étudié à l'école secondaire, qu'il a obtenu un diplôme brillant à l'âge de 13 ans. Ses parents ont estimé que leur fils était encore très jeune pour étudier dans un établissement d'enseignement supérieur. Par conséquent, ils ont décidé de l'envoyer pendant un an à l'École technique économique de Bakou. Ensuite, en 1922, il a été admis à l'Université de Bakou. Ici Lev Landau étudiait la chimie et la physique. Deux ans plus tard, Lev Davidovich a transféré à l'Université de Leningrad, au Département de physique.

Le premier travail scientifique, l'étude de troisième cycle

À l'âge de 19 ans, Landau est devenu l'auteur de quatre articles scientifiques publiés. Dans l'un de ces travaux, la matrice dite de densité a d'abord été utilisée. Ce terme est largement utilisé aujourd'hui. Il décrit les états de l'énergie quantique. Landau est diplômé de l'université en 1927. Ensuite, il est entré dans l'école secondaire, en choisissant l'Institut de physique et de technologie de Leningrad. Dans cet établissement d'enseignement, il a travaillé sur l'électrodynamique quantique et la théorie magnétique des électrons.

Voyage d'affaires

Entre 1929 et 1931, Lev Landau était en mission scientifique. Les années de vie, d'occupation et les réalisations de ce scientifique sont associées à une coopération étroite avec des collègues étrangers. Ainsi, pendant le voyage, il s'est rendu en Suisse, en Allemagne, aux Pays-Bas, en Angleterre et au Danemark. Au cours de ces années, il s'est rencontré et s'est familiarisé avec les fondateurs de la mécanique quantique, qui vient d'apparaître. Parmi les scientifiques avec lesquels Landau rencontrait, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg et Niels Bohr. Au dernier Lev Davidovich a gardé des sentiments amicaux pour toute sa vie. Ce scientifique a particulièrement influencé fortement Landau.

Lev Davidovich, à l'étranger, a effectué d'importantes études sur les électrons libres (leurs propriétés magnétiques). De plus, avec Peierls, il a également effectué des recherches sur la mécanique quantique relativiste. Grâce à ces travaux, Lev Landau, dont la profession a intéressé des collègues étrangers, a commencé à être considéré comme l'un des principaux physiciens théoriques. Le scientifique a appris à gérer des systèmes théoriques très complexes. Il convient de noter que, plus tard, cette compétence lui a été très utile, lorsque Landau a commencé à mener des recherches sur la physique à basse température.

Se déplacer vers Kharkov

Lev Davidovich est retourné à Leningrad en 1931. Cependant, bientôt il a décidé de déménager à Kharkov, qui était alors la capitale de l'Ukraine. Ici, le scientifique travaillait à l'Institut Physico-Technique de l'Ukraine, était le chef de son département théorique. Simultanément, Lev Davidovich était responsable du Département de physique théorique de l'Université de Kharkov et de l'Institut de génie et de mécanique de Kharkov. En 1934, l'Académie des sciences de l'URSS lui a décerné le diplôme de docteur en sciences physiques et mathématiques. Pour cela, Landau n'a même pas eu besoin de défendre sa thèse. Le titre de professeur a déjà été décerné l'année prochaine à un scientifique comme Lev Landau.

Son occupation couvrait de plus en plus de domaines de la science. Landau à Kharkov a publié des travaux sur des sujets tels que la dispersion du son, l'origine de l'énergie des étoiles, la diffusion de la lumière, le transfert d'énergie dans les collisions, la supraconductivité, les propriétés magnétiques de divers matériaux, etc. Grâce à cela, il est devenu théoricien avec des intérêts scientifiques exceptionnellement polyvalents.

Une caractéristique distinctive des œuvres de Landau

Par la suite, lorsque la physique du plasma est apparue , les documents de Landau sur les particules qui interagissent électriquement se révélèrent très utiles. Après avoir emprunté certains concepts de la thermodynamique, le scientifique a exprimé un certain nombre d'idées novatrices concernant les systèmes à basse température. Il faut dire que toutes les œuvres de Landau se caractérisent par une caractéristique importante: l'utilisation virtuose de l'appareil mathématique dans la recherche de problèmes complexes. Lev Landau a contribué de manière significative à la théorie quantique, ainsi qu'à la recherche sur l'interaction et la nature des particules élémentaires.

École Leo Landau

La portée de ses recherches est vraiment large. Ils couvrent pratiquement tous les principaux domaines de la physique théorique. En raison de cette largeur de ses intérêts, le scientifique a attiré Kharkov beaucoup de jeunes scientifiques talentueux et étudiants talentueux. Parmi ceux-ci se trouvaient les Evêques de Séance, Mikhailovitch, qui est devenu employé de Lev Davidovich et son ami le plus proche. L'école, qui a grandi autour de Lev Landau, a transformé Kharkov en un des principaux centres de physique théorique en URSS.

Le scientifique était convaincu que le physicien théorique devrait être fondamentalement fondé dans tous les domaines de cette science. À cette fin, Lev Davidovich a développé un programme de formation très rigoureux. Il a qualifié ce programme d'un «minimum théorique». Les candidats qui voulaient participer au séminaire, dirigé par lui, devaient respecter des normes très élevées. Il suffit de dire qu'en 30 ans, malgré beaucoup de gens, seulement 40 personnes ont passé les examens sur le «minimum théorique». Cependant, ceux qui ont réussi, Lev Davidovich a généreusement son attention et son temps. En outre, ils ont eu une liberté totale de choix lors du choix du sujet de la recherche.

Créer un cours en physique théorique

Landau Lev Davidovich a maintenu des relations amicales avec ses collègues et ses étudiants. Ils appelaient affectueusement le savant Dau. Pour les aider en 1935, Lev Davidovich a créé un cours détaillé en physique théorique. Il a été publié par Landau en collaboration avec EM Lifshitz et était une série de manuels scolaires. Le contenu a été mis à jour et révisé par les auteurs au cours des 20 prochaines années. Une énorme popularité de ces avantages. Ils ont été traduits dans de nombreuses langues du monde. À l'heure actuelle, ces manuels sont justement considérés comme classiques. En 1962, pour la création de ce cours, Landau et Lifshitz ont reçu le Prix Lénin.

Travailler avec Kapitza

Lev Davidovich en 1937 a répondu à l'invitation de Peter Kapitsa (photo est présentée ci-dessous) et est devenu chef du département de physique théorique à l'Institut de problèmes physiques de Moscou, nouvellement créé à l'époque. Cependant, le scientifique a été arrêté l'année suivante. Une fausse accusation a déclaré qu'il était engagé dans l'espionnage en faveur de l'Allemagne. Seulement grâce à l'intervention de Kapitza, qui a fait appel personnellement au Kremlin, Lev Landau a été libéré.

Lorsque Landau est passé de Kharkov à Moscou, Kapitsa a participé à des expériences d' hélium liquide. Si la température descend en dessous de 4,2 K (la température absolue est mesurée en degrés Kelvin et compte de -273.18 ° C, c'est-à-dire du zéro absolu), l'hélium gazeux devient liquide. Dans cet état, il s'appelle helium-1. Si la température est abaissée à 2,17 K, elle passe dans un liquide appelé hélium-2. Il a des propriétés très intéressantes . Helium-2 est capable de traverser facilement les plus petits trous. Il semble que la viscosité soit complètement absente. La substance soulève le mur du vaisseau, comme si la force de gravité ne l'affectait pas. En outre, sa conductivité thermique dépasse la conductivité thermique du cuivre par des centaines de fois. Kapitsa a décidé d'appeler le liquide superfluide hélium-2. Cependant, le test a révélé que sa viscosité n'est pas nulle.

Les scientifiques ont suggéré qu'un tel comportement inhabituel est dû à des effets liés au domaine de la physique non classique et à la théorie quantique. Ces effets ne se produisent qu'à basse température. Habituellement, ils se font sentir dans des solides, car dans ces conditions, la plupart des substances se fige. Une exception est l'hélium. Cette substance reste liquide jusqu'à zéro absolu, si elle n'est pas soumise à une forte pression. Laszlo Tissa en 1938 a suggéré qu'en réalité l'hélium liquide est un mélange de deux formes: l'hélium-2 (superfluide liquide) et l'hélium-1 (liquide normal). Lorsque la température baisse à zéro presque absolu, la première devient la composante dominante. Cette hypothèse explique l'apparition de différentes viscosités dans différentes conditions.

Comment Landau a-t-il expliqué le phénomène de superfluidité?

Lev Landau, dont la brève biographie ne décrit que ses principales réalisations, a pu expliquer le phénomène de la superfluité, en utilisant un appareil mathématique complètement nouveau. D'autres scientifiques se sont appuyés sur la mécanique quantique, qui a été utilisée pour analyser le comportement des atomes individuels. Landau a également considéré les états quantiques d'un liquide de la même manière que s'il était solide. Il a avancé l'hypothèse qu'il y a deux composantes de l'excitation ou du mouvement. Le premier d'entre eux est les phonons, qui décrivent la propagation rectiligne normale des ondes sonores pour de petites valeurs d'énergie et d'impulsion. Le second est le roton, qui décrit le mouvement de rotation. Ce dernier est une manifestation plus complexe des excitations, qui se manifeste à des valeurs plus élevées d'énergie et d'élan. Le scientifique a noté que les phénomènes observés s'expliquent par l'apport des rotons et des phonons et leur interaction.

Landau a affirmé que l'hélium liquide peut être considéré comme un composant «normal», qui est immergé dans un «fond» superfluide. Comment pouvons-nous expliquer que l'hélium liquide traverse un fossé étroit? Le scientifique a noté que seul le composant superfluide dans ce cas coule. Et les rotons et les phonons entrent en collision avec les murs qui les forment.

L'importance de la théorie de Landau

La théorie de Landau, ainsi que ses améliorations ultérieures, ont joué un rôle très important dans la science. Ils ont non seulement expliqué les phénomènes observés, mais ont également prédit d'autres. Un exemple est la propagation de deux ondes qui ont des propriétés différentes et s'appellent les premier et second sons. Le premier son est une onde sonore ordinaire, tandis que la seconde est une onde de température. Grâce à la théorie créée par Landau, les scientifiques ont pu faire des progrès significatifs dans la compréhension de la nature de la supraconductivité.

Années de la Seconde Guerre mondiale et période de l'après-guerre

Lev Davidovich étudiait des explosions et des brûlures pendant la Seconde Guerre mondiale. En particulier, il s'intéressait aux ondes de choc. Après mai 1945 et jusqu'en 1962, le scientifique a travaillé sur diverses tâches. En particulier, il a étudié un isotope rare d'hélium, qui a une masse atomique de 3 (habituellement sa masse est de 4). Lev Davidovich a prédit l'existence d'un nouveau type de propagation de l'onde pour cet isotope. "Zero sound" – c'est ce que Lv Davidovich Landau appelait. Sa biographie note, en outre, la participation à la création d'une bombe atomique en URSS.

L'accident de voiture, le prix Nobel et les dernières années de vie

À l'âge de 53 ans, il a subi un accident de voiture, ce qui a entraîné des blessures graves. De nombreux médecins de l'URSS, de la France, du Canada, de la Tchécoslovaquie ont lutté pour la vie du scientifique. Il est resté inconscient pendant 6 semaines. Dans les trois mois qui suivent l'accident de voiture, il n'a même pas reconnu les amoureux Lev Landau. Le Prix Nobel lui a été décerné en 1962. Cependant, en raison de son état de santé, il ne pouvait pas aller à Stockholm pour l'obtenir. Dans la photo ci-dessous, vous pouvez voir L. Landau et sa femme à l'hôpital.

Le prix a été décerné à un scientifique à Moscou. Après cela, Lev Davidovich a vécu pendant plus de 6 ans, mais il ne pouvait pas revenir à la recherche. Lev Landau est mort à Moscou à la suite de complications de ses blessures.

La famille Landau

Le scientifique en 1937 a épousé Drobantseva Concordia, ingénieur-technologue dans l'industrie alimentaire. Cette femme était de Kharkov. Années de sa vie – 1908-1984. Un fils est né dans la famille, qui est devenu plus tard physicien expérimental et a travaillé à l'Institut des problèmes physiques. La photo ci-dessous montre L. Landau et son fils.

C'est tout ce qui peut être raconté à propos d'un scientifique comme Lev Landau. Sa biographie, bien sûr, ne comprend que des faits de base. Les théories qu'il a créées sont assez complexes pour le lecteur non préparé. Par conséquent, l'article ne parle que brièvement de ce que fait Lev Landau. La biographie et les réalisations de ce scientifique suscitent toujours un grand intérêt dans le monde entier.