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BIOGRAFIEN GROSSER WISSENSCHAFTLER
Landau Lev Davidovich. Biographie des Wissenschaftlers
Verzeichnis / Biografien großer Wissenschaftler
Lev Davidovich Landau wurde am 9. Januar (22) 1908 in der Familie von David Lvovich und Lyubov Veniaminovna (Garkavi) Landau in Baku geboren. Sein Vater war ein bekannter Erdölingenieur, der auf den örtlichen Ölfeldern arbeitete, und seine Mutter war Ärztin. Sie beschäftigte sich mit physiologischer Forschung. Landaus ältere Schwester wurde Chemieingenieurin. „Ich war kein Wunderkind", erinnerte sich der Wissenschaftler an seine Schulzeit. „Während der Schulzeit habe ich in Aufsätzen nicht mehr als dreifache Noten bekommen. Ich habe mich für Mathematik interessiert. Mit dreizehn integrieren." Lev Davidovich war bescheiden. Er absolvierte die High School, als er erst dreizehn Jahre alt war. Seine Eltern hielten ihn für zu jung für eine höhere Bildungseinrichtung und schickten ihn für ein Jahr an das Baku Economic College. 1922 trat Landau in die Universität Baku ein, wo er Physik und Chemie studierte; zwei Jahre später wechselte er an die physikalische Fakultät der Leningrader Universität. Bis zu seinem 19. Lebensjahr hatte Landau vier wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht. Einer von ihnen verwendete als erster die Dichtematrix, einen heute weit verbreiteten mathematischen Ausdruck zur Beschreibung von Quantenenergiezuständen. Nach seinem Universitätsabschluss im Jahr 1927 trat Landau in die Graduiertenschule des Leningrader Instituts für Physik und Technologie ein, wo er an der magnetischen Theorie des Elektrons und der Quantenelektrodynamik arbeitete. Gierig stürzt er sich auf physikalische Literatur, liest noch „heiße“ Werke zur Quantenmechanik, die zu dieser Zeit eine stürmische Geburt erlebt, alles Artikel, die gerade aus der Feder ihrer Autoren kommen – den Schöpfern der Physik der Mikrowelt. Landau war in jenen Jahren keineswegs allein, und er bildete seine wissenschaftliche Anschauung nicht allein. Neben ihm und ziemlich dicht daneben saßen andere junge Theoretiker. Es war eine enge Gesellschaft, die durch gemeinsame Interessen geeint war. Drei Personen geben darin den Ton an: Landau, Gamov und Ivanenko, dann gesellt sich Bronstein dazu. Sie nannten sich selbst eine „Jazzband“. Damals wurde aus Landau Dau; Diesen Namen trug er sein ganzes Leben lang. So wurde er von allen Menschen genannt, die ihm irgendwie nahestanden, einschließlich seiner Schüler. Von 1929 bis 1931 war Landau auf wissenschaftlicher Mission in Deutschland, der Schweiz, England, den Niederlanden und Dänemark. Dort traf er auf die Begründer der damals neuen Quantenmechanik, darunter Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli. Landau verbrachte die meiste Zeit in Kopenhagen bei Niels Bohr. Das Bohr-Institut war ein wahres Weltzentrum der theoretischen Physik, ein „physikalisches Mekka“, in dem Theoretiker aus aller Welt zusammenkamen. Da wurde hart gearbeitet. Von diesen Jahren bis zum Ende seines Lebens blieben seine Freundschaft mit Bor und seine Liebe zu Bor bestehen. Und jedes ihrer Treffen wird für Landau ein Feiertag sein. Im Ausland führte Landau wichtige Forschungen zu den magnetischen Eigenschaften freier Elektronen und zusammen mit Ronald F. Peierls zur relativistischen Quantenmechanik durch. Diese Arbeiten brachten ihn unter die führenden theoretischen Physiker. Er lernte, mit komplexen theoretischen Systemen umzugehen, und diese Fähigkeit kam ihm später zugute, als er begann, in der Tieftemperaturphysik zu forschen. 1931 kehrte Landau nach Leningrad zurück, zog aber bald nach Charkow, der damaligen Hauptstadt der Ukraine. Dort wird Landau Leiter der theoretischen Abteilung des Ukrainischen Instituts für Physik und Technologie. Gleichzeitig leitet er die Abteilungen für Theoretische Physik am Kharkov Mechanical Engineering Institute und an der Kharkov University. 1934 verlieh ihm die Akademie der Wissenschaften der UdSSR den Grad eines Doktors der physikalischen und mathematischen Wissenschaften, ohne eine Dissertation zu verteidigen, und im folgenden Jahr erhielt er den Titel eines Professors. In Kharkov veröffentlicht Landau Arbeiten zu so unterschiedlichen Themen wie dem Ursprung der Sternenergie, Schallausbreitung, Energieübertragung bei Kollisionen, Lichtstreuung, magnetischen Eigenschaften von Materialien, Supraleitung, Phasenübergänge von Substanzen von einer Form in eine andere und der Bewegung von Strömen von elektrisch geladenen Teilchen. Dies verleiht ihm den Ruf eines ungewöhnlich vielseitigen Theoretikers. Landaus Arbeit an elektrisch wechselwirkenden Teilchen erwies sich später als nützlich, als die Physik des Plasmas entstand – heiße, elektrisch geladene Gase. Er entlehnte Konzepte aus der Thermodynamik und brachte viele innovative Ideen zu Niedertemperatursystemen zum Ausdruck. Landaus Arbeiten eint ein charakteristisches Merkmal – die virtuose Anwendung des mathematischen Apparats zur Lösung komplexer Probleme. Landau leistete einen großen Beitrag zur Quantentheorie und zum Studium der Natur und Wechselwirkung von Elementarteilchen. Das ungewöhnlich breite Spektrum seiner Forschungen, die fast alle Bereiche der theoretischen Physik abdeckten, zog viele hochbegabte Studenten und junge Wissenschaftler nach Charkow, darunter Evgeny Mikhailovich Lifshitz, der nicht nur Landaus engster Mitarbeiter, sondern auch sein Freund wurde. Die Schule, die um Landau herum entstand, machte Charkow zu einem führenden Zentrum der sowjetischen theoretischen Physik. Es fällt auf, dass Mitte der dreißiger Jahre eine streng wissenschaftliche Schule geboren wurde, als ihr Gründer noch keine dreißig Jahre alt war und sich oft als gleichaltrig herausstellte wie seine Anhänger. Deshalb waren in dieser Schule alle miteinander, und viele mit dem Lehrer auf „Du“. Landaus Schule war wahrscheinlich die demokratischste Gemeinschaft in der russischen Wissenschaft. Jeder konnte mitmachen – vom Doktor der Naturwissenschaften bis zum Schüler, vom Professor bis zum Laboranten. Das einzige, was vom Antragsteller verlangt wurde, war die erfolgreiche Übergabe des sogenannten LANDAU THEORMINIMUMS an den Kapitän selbst oder seinen vertrauten Mitarbeiter. Das Bestehen des Landauer theoretischen Minimums war vergleichbar mit den Prüfungen von Bergsteigern bei der Besteigung des "Achttausenders". Yevgeny Livshits sagte, dass Landau ab 1934 selbst begann, eine Liste mit den Namen derjenigen zu führen, die diesen Test bestanden hatten. Bis Januar 1962 enthielt diese Großmeisterliste nur noch XNUMX Namen. Aber zehn dieser Namen gehörten bereits Akademikern und sechsundzwanzig Doktoren der Wissenschaften! Um seinen Studenten zu helfen, schuf Landau 1935 einen umfassenden Kurs in theoretischer Physik, der von ihm und Lifshitz in Form einer Reihe von Lehrbüchern herausgegeben wurde, deren Inhalt von den Autoren in den nächsten zwanzig Jahren überarbeitet und aktualisiert wurde. Diese Lehrbücher, die in viele Sprachen übersetzt wurden, gelten zu Recht als Klassiker auf der ganzen Welt. Aber Landau und seine Kameraden lebten nicht von einem Job. In ihrer Freizeit spielten sie Tennis, komponierten Lieder, inszenierten Aufführungen, arrangierten Kostümpartys und hatten im Allgemeinen Spaß auf jede erdenkliche Weise. Wie in Leningrad gaben sich junge Leute Spitznamen. Landau wurde "Skinny Lion" genannt (später begann er über sich selbst zu sprechen, dass er keinen Körperbau, sondern eine Körpersubtraktion hatte). Und doch hatte er eine gewisse Anmut. Und sogar Können. Nicht schlecht, wenn auch lustig, mit einem nicht regelkonformen Schläger spielte er Tennis. Von Charkow aus begannen Veränderungen in Landaus persönlichem Schicksal. Er traf Concordia Drobantseva, deren absolute Schönheit ihn auf den ersten Blick fesselte, und verliebte sich in sie. 1937, wenige Jahre später, zog Kora Drobantseva, Verfahrenstechnikerin in einer Süßwarenfabrik, nach Moskau und wurde Landaus Frau. 1946 wurde ihr Sohn Igor geboren, der später als Experimentalphysiker am selben Institut für Physikalische Probleme arbeitete, in dem sein Vater so viel tat. Landau verachtete diejenigen, die sich daran machten, die Wissenschaft unbedingt umzukrempeln und sich darin zu erheben, sowie alle Karrieristen und Opportunisten aus der Wissenschaft. Dau war ein erstaunlich sauberer Mensch, sagt O. N. Trapeznikova. Daher kann vieles in seinem Verhalten nicht mit gewöhnlichen Maßstäben gemessen werden. Er kämpfte gegen die "Bisons", hasste die "Mücken". Gleichzeitig, erinnert sich Trapeznikova, antwortete Landau auf die Frage, welche Eigenschaft er am meisten an Menschen schätze, ohne zu zögern: "Freundlichkeit." Die Konflikte, in die Landau und einige seiner Freunde und Schüler eintraten, begannen sich in große Schwierigkeiten zu verwandeln, die Angelegenheit nahm eine ernste Wendung. Am Ende stellte sich die Frage nach einem Umzug in eine andere Stadt. 1937 leitete Landau auf Einladung von Pjotr Kapitsa die Abteilung für Theoretische Physik am neu geschaffenen Institut für Physikalische Probleme in Moskau. Aber im folgenden Jahr wurde Landau unter falschen Anschuldigungen der Spionage für Deutschland festgenommen. Erst die Intervention von Kapitsa, der sich direkt an den Kreml wandte, ermöglichte die Freilassung Landaus. Als Landau von Charkow nach Moskau zog, waren Kapitsas Experimente mit flüssigem Helium in vollem Gange. Gasförmiges Helium verflüssigt sich beim Abkühlen auf Temperaturen unter 4,2 K (in Grad Kelvin, absolute Temperatur gemessen vom absoluten Nullpunkt oder minus 273,18 °C). In diesem Zustand wird Helium als Helium-1 bezeichnet. Beim Abkühlen auf Temperaturen unter 2,17 K verwandelt sich Helium in eine Flüssigkeit namens Helium-2, die ungewöhnliche Eigenschaften hat. Helium-2 fließt so leicht durch die kleinsten Löcher, als hätte es überhaupt keine Viskosität. Es steigt an der Gefäßwand auf, als ob es nicht von der Schwerkraft beeinflusst würde, und hat eine Wärmeleitfähigkeit, die hundertmal höher ist als die von Kupfer. Kapitza nannte Helium-2 eine superflüssige Flüssigkeit. Bei Tests mit Standardmethoden, beispielsweise durch Messung des Widerstands gegen Torsionsschwingungen einer Scheibe bei einer bestimmten Frequenz, stellte sich jedoch heraus, dass Helium-2 keine Nullviskosität hat. Wissenschaftler haben vermutet, dass das ungewöhnliche Verhalten von Helium-2 auf Effekte im Bereich der Quantentheorie und nicht auf die klassische Physik zurückzuführen ist, die nur bei niedrigen Temperaturen auftreten und normalerweise in Festkörpern beobachtet werden, da die meisten Substanzen unter diesen Bedingungen gefrieren. Eine Ausnahme bildet Helium – wird es keinem sehr hohen Druck ausgesetzt, bleibt es bis zum absoluten Nullpunkt flüssig. 1938 schlug Laszlo Tissa vor, dass flüssiges Helium eigentlich eine Mischung aus zwei Formen ist, Helium-1 (normale Flüssigkeit) und Helium-2 (superfluid). Wenn die Temperatur fast auf den absoluten Nullpunkt fällt, wird Helium-2 zur dominierenden Komponente. Diese Hypothese ermöglichte es zu erklären, warum unter verschiedenen Bedingungen unterschiedliche Viskositäten beobachtet werden. Landau erklärte die Suprafluidität mit einem grundlegend neuen mathematischen Apparat. Während andere Forscher die Quantenmechanik auf das Verhalten einzelner Atome anwandten, behandelte er die Quantenzustände eines Flüssigkeitsvolumens ähnlich wie bei einem Festkörper. Landau stellte eine Hypothese über die Existenz von zwei Bewegungs- oder Erregungskomponenten auf: Phononen, die die relativ normale geradlinige Ausbreitung von Schallwellen bei niedrigen Impuls- und Energiewerten beschreiben, und Rotonen, die eine Rotationsbewegung beschreiben, d.h. a komplexere Manifestation von Anregungen bei höheren Werten von Impuls und Energie . Die beobachteten Phänomene sind auf die Beiträge von Phononen und Rotonen und deren Wechselwirkung zurückzuführen. Flüssiges Helium, argumentierte Landau, kann als „normale" Komponente betrachtet werden, die in einen superflüssigen „Hintergrund" eingetaucht ist. In einem Experiment zum Ausströmen von flüssigem Helium durch einen schmalen Spalt strömt die superflüssige Komponente, während Phononen und Rotonen mit den Wänden kollidieren halte sie. Im Experiment mit Torsionsschwingungen der Scheibe hat die superfluide Komponente einen vernachlässigbaren Einfluss, während Phononen und Rotonen mit der Scheibe kollidieren und sie abbremsen. Das Verhältnis der Konzentrationen der normalen und superflüssigen Komponenten hängt von der Temperatur ab. Rotonen dominieren bei Temperaturen über 1 K, Phononen - unter 0,6 K. Die Theorie von Landau und ihre anschließenden Verbesserungen ermöglichten es, nicht nur die beobachteten Phänomene zu erklären, sondern auch andere ungewöhnliche Phänomene vorherzusagen, zum Beispiel die Ausbreitung zweier verschiedener Wellen, die als erster und zweiter Schall bezeichnet werden und unterschiedliche Eigenschaften haben. Das erste Geräusch sind gewöhnliche Schallwellen, das zweite eine Temperaturwelle. Landaus Theorie half dabei, bedeutende Fortschritte beim Verständnis der Natur der Supraleitung zu machen. Im Sommer 1941 wurde das Institut nach Kasan evakuiert. Dort widmete sich Landau wie andere Mitarbeiter zunächst Verteidigungsaufgaben. Er stellte Theorien auf und berechnete die Prozesse, die die Kampfkraft von Waffen bestimmen. 1945, als der Krieg zu Ende war, erschienen in den Berichten der Akademie der Wissenschaften drei Artikel von Landau, die sich mit der Detonation von Sprengstoffen befassten. Nach Kriegsende und bis 1962 arbeitete er an der Lösung verschiedener Probleme, einschließlich der Untersuchung eines seltenen Heliumisotops mit einer Atommasse von 3 (statt der üblichen Masse von 4) und der Vorhersage der Existenz eines neuen Typs der Wellenausbreitung, die er "Nullschall" nannte. Beachten Sie, dass die Geschwindigkeit des zweiten Schalls in einer Mischung aus zwei Isotopen bei der absoluten Nulltemperatur gegen Null tendiert. Landau war auch am Bau der Atombombe in der Sowjetunion beteiligt. Einmal, in den fünfziger Jahren, erzählte das korrespondierende Mitglied Artemy Alikhanyan eine fast unglaubwürdige Geschichte über Dau. Als er ihn besuchte, beklagte er, dass es ihm und seinen Mitarbeitern an der Station für kosmische Strahlung Aragap nicht gelungen sei, eine für den Kosmos sehr wichtige Energieformel im Einklang mit dem Experiment zu erhalten. Nachdem er zwei, drei Fragen gestellt hatte, sagte Landau: „Du spielst hier mit meinem Garik, und ich gehe für eine Minute auf mein Zimmer ...“ Eine Viertelstunde später kam er zurück ... Auf ein eingekritzeltes Blatt kindlich klares Gekritzel, die gewünschte Formel war abgeleitet! .. Die Intensität von Landaus harter und fruchtbarer Arbeit ließ bis zu dem schicksalhaften Tag überhaupt nicht nach. Am 7. Januar 1962 ereignete sich auf der Autobahn auf dem Weg nach Dubna ein Autounfall ... Niemand war schuld. Schlechtestes Wetter. Glatteis. Das Mädchen rannte über die Straße. Der abrupt gebremste Personenwagen geriet stark ins Schleudern. Der Schlag des entgegenkommenden Lastwagens kam von der Seite, und der Passagier, der an der Tür saß, bekam seine ganze Wucht zu spüren. Der erste Sonntagmorgen des neuen Jahres war von einem tragischen Ereignis für die russische und die Weltwissenschaft geprägt. Verblüfft von den Gerüchten über das Unglück mit Akademiemitglied Landau riefen die Physiker zurück. Alle überprüften den Wahrheitsgehalt dessen, was passiert war. Für alle klang der Auftrag absurd: "Dow bewusstlos!" Er war das verkörperte Bewusstsein. Kreatives Bewusstsein. Doch ein Wunder geschah – Landau überlebte! Und dieses Wunder wurde zusammen mit den Doktoren der Physik geschaffen. Piloten der internationalen Luftfahrt schlossen sich dem Staffellauf an, um dringend benötigte Medikamente an "Mr. Landau" in Moskau zu übergeben. Medikamente flogen aus Amerika, England, Belgien, Frankreich, der Tschechoslowakei. Die Akademiker Nikolai Semyonov und Vladimir Engelhardt haben am allerersten unglücklichen Sonntag, dem 7. Januar, eine Substanz gegen Hirnödeme synthetisiert und sterilisiert. Die fertige Ampulle aus Leningrad lag vor ihnen. Aber was war der aktive Impuls der beiden siebzigjährigen Kollegen des Opfers! Sechs Wochen lang blieb er bewusstlos und erkannte fast drei Monate lang nicht einmal seine Lieben. Aus gesundheitlichen Gründen konnte Landau nicht nach Stockholm reisen, um 1962 den Nobelpreis entgegenzunehmen, der ihm „für seine grundlegenden Theorien der kondensierten Materie, insbesondere des flüssigen Heliums“ verliehen wurde. Der Preis wurde ihm in Moskau vom schwedischen Botschafter in der Sowjetunion überreicht. Landau lebte noch sechs Jahre, aber es gab zu viele schwere Verletzungen und Verletzungen. Starke Schmerzen quälten Landau lange und fast ständig. Und er konnte nicht zur Wissenschaft zurückkehren. Landau sagte vor seinem Tod: "Ich habe mein Leben gut gelebt. Mir ist immer alles gelungen." Lev Davidovich starb am 1. April 1968. Neben dem Nobel- und Leninpreis wurde Landau mit drei Staatspreisen der UdSSR ausgezeichnet. Ihm wurde der Titel „Held der sozialistischen Arbeit“ verliehen. 1946 wurde er in die Akademie der Wissenschaften der UdSSR gewählt. Die Akademien der Wissenschaften Dänemarks, der Niederlande und der USA, die American Academy of Sciences and Arts und die French Physical Society haben ihn zu ihrem Mitglied gewählt. Physical Society of London und Royal Society of London. Er wurde mit der Max-Planck-Medaille, dem Fritz-London-Preis, ausgezeichnet. Autor: Samin D. K.
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