Lev Landau

Físico teórico soviético (1908-1968)

Lev Davidovich Landau ( ruso : Лев Дави́дович Ланда́у ; 22 de enero de 1908 - 1 de abril de 1968) fue un físico soviético que hizo contribuciones fundamentales a muchas áreas de la física teórica . ^{[1] [2] [3]} También participó en el diseño de la bomba atómica soviética .

Sus logros incluyen el co-descubrimiento independiente del método de la matriz de densidad ^{[4] [5]} en mecánica cuántica (junto con John von Neumann ), la teoría mecánicocuántica del diamagnetismo , la teoría de la superfluidez , la teoría de las transiciones de fase de segundo orden , invención de la técnica de parámetros de orden , ^[6] la teoría de la superconductividad de Ginzburg-Landau , la teoría de los líquidos de Fermi , la explicación del amortiguamiento de Landau en la física del plasma , el polo de Landau en la electrodinámica cuántica , la teoría de los neutrinos de dos componentes y las ecuaciones de Landau para singularidades de la matriz S. ^[7] Recibió el Premio Nobel de Física en 1962 por su desarrollo de una teoría matemática de la superfluidez que explica las propiedades del helio II líquido a una temperatura inferior. 2,17K  ( _−270,98  °C ). ^[8]

Vida

Primeros años

La familia Landau en 1910

El joven Landau en 1914

Landau nació el 22 de enero de 1908 de padres judíos ^{[8] [9] [10] [11]} en Bakú , el Imperio ruso , en lo que hoy es Azerbaiyán. El padre de Landau, David Lvovich Landau, era ingeniero en la industria petrolera local, y su madre, Lyubov Veniaminovna Garkavi-Landau, era médica. Ambos llegaron a Bakú desde Mogilev y ambos se graduaron en el gimnasio de Mogilev. ^{[12] [13]} Aprendió cálculo diferencial a los 12 años y cálculo integral a los 13. Landau se graduó en 1920 a los 13 años en el gimnasio . Sus padres lo consideraban demasiado joven para asistir a la universidad, por lo que durante un año asistió a la Escuela Técnica Económica de Bakú. En 1922, a los 14 años, se matriculó en la Universidad Estatal de Bakú , estudiando en dos departamentos simultáneamente: el Departamento de Física y Matemáticas, y el Departamento de Química. Posteriormente, dejó de estudiar química, pero siguió interesado en el campo durante toda su vida.

Leningrado y Europa

En 1924, se trasladó al principal centro de la física soviética de la época: el Departamento de Física de la Universidad Estatal de Leningrado , donde se dedicó al estudio de la física teórica, graduándose en 1927. Posteriormente, Landau se matriculó para realizar estudios de posgrado en la Universidad de Leningrado. Instituto Físico-Técnico donde finalmente recibió un doctorado en Ciencias Físicas y Matemáticas en 1934. ^[14] Landau tuvo su primera oportunidad de viajar al extranjero durante el período 1929-1931, gracias a una beca de viaje del gobierno soviético, el Comisariado del Pueblo para la Educación , complementada con una beca de la Fundación Rockefeller . En ese momento hablaba alemán y francés con fluidez y podía comunicarse en inglés. ^[15] Más tarde mejoró su inglés y aprendió danés. ^[dieciséis]

Tras breves estancias en Gotinga y Leipzig , se trasladó a Copenhague el 8 de abril de 1930 para trabajar en el Instituto de Física Teórica de Niels Bohr . Allí permaneció hasta el 3 de mayo del mismo año. Después de la visita, Landau siempre se consideró un alumno de Niels Bohr y el enfoque de Landau hacia la física estuvo muy influenciado por Bohr. Tras su estancia en Copenhague, visitó Cambridge (mediados de 1930), donde trabajó con Paul Dirac , ^[17] Copenhague (septiembre a noviembre de 1930), ^[18] y Zúrich (diciembre de 1930 a enero de 1931), donde trabajó con Wolfgang Pauli . ^[17] Desde Zúrich, Landau regresó a Copenhague por tercera vez ^[19] y permaneció allí desde el 25 de febrero hasta el 19 de marzo de 1931 antes de regresar a Leningrado el mismo año. ^[20]

Centro Científico Nacional Instituto de Física y Tecnología de Kharkiv, Kharkiv

Entre 1932 y 1937, Landau dirigió el Departamento de Física Teórica del Centro Científico Nacional, Instituto de Física y Tecnología de Járkov , y dio conferencias en la Universidad de Járkov y en el Instituto Politécnico de Járkov . Aparte de sus logros teóricos, Landau fue el principal fundador de una gran tradición de física teórica en Kharkiv , Ucrania, a veces denominada "escuela Landau". En Járkov, él y su amigo y antiguo alumno, Evgeny Lifshitz , comenzaron a escribir el Curso de Física Teórica , diez volúmenes que en conjunto abarcan la totalidad del tema y todavía se utilizan ampliamente como textos de física a nivel de posgrado . Durante la Gran Purga , Landau fue investigado dentro del asunto UPTI en Járkov, pero logró partir hacia Moscú para ocupar un nuevo cargo. ^[3]

Landau desarrolló un famoso examen integral llamado "Mínimo Teórico" que se esperaba que los estudiantes aprobaran antes de la admisión a la escuela. El examen cubría todos los aspectos de la física teórica, y entre 1934 y 1961 sólo aprobaron 43 candidatos, pero los que lo aprobaron se convirtieron más tarde en físicos teóricos bastante notables. ^{[21] [22]}

En 1932, Landau calculó el límite de Chandrasekhar ; ^[23] sin embargo, no lo aplicó a las estrellas enanas blancas. ^[24]

Instituto de Problemas Físicos, Moscú

En el Instituto de Kharkiv, 1934

Foto en prisión, 1938-9

Desde 1937 hasta 1962, Landau fue jefe de la División Teórica del Instituto de Problemas Físicos . ^[25]

El 27 de abril de 1938, Landau fue arrestado por un folleto que comparaba el estalinismo con el nazismo alemán y el fascismo italiano . ^{[3] [26]} Estuvo recluido en la prisión Lubyanka del NKVD hasta su liberación, el 29 de abril de 1939, después de que Pyotr Kapitsa (un físico experimental de bajas temperaturas y fundador y director del instituto) y Bohr escribieran cartas a Joseph . Stalin . ^{[27] [28]} Kapitsa respondió personalmente por el comportamiento de Landau y amenazó con abandonar el instituto si Landau no era liberado. ^[29] Después de su liberación, Landau descubrió cómo explicar la superfluidez de Kapitsa utilizando ondas sonoras o fonones y una nueva excitación llamada roton . ^[3]

Landau dirigió un equipo de matemáticos que apoyaban el desarrollo de las bombas atómicas y de hidrógeno soviéticas. Calculó la dinámica de la primera bomba termonuclear soviética, incluida la predicción del rendimiento . Por este trabajo, Landau recibió el Premio Stalin en 1949 y 1953, y fue galardonado con el título de " Héroe del Trabajo Socialista " en 1954. ^[3]

Los estudiantes de Landau incluyeron a Lev Pitaevskii , Alexei Abrikosov , Aleksandr Akhiezer , Igor Dzyaloshinskii , Evgeny Lifshitz , Lev Gor'kov , Isaak Khalatnikov , Roald Sagdeev e Isaak Pomeranchuk .

Logros científicos

Los logros de Landau incluyen el co-descubrimiento independiente del método de la matriz de densidad en mecánica cuántica (junto con John von Neumann), la teoría mecánicocuántica del diamagnetismo , la teoría de la superfluidez , la teoría de las transiciones de fase de segundo orden , la teoría de Ginzburg-Landau de la superconductividad, la teoría de los líquidos de Fermi , la explicación del amortiguamiento de Landau en la física del plasma, el polo de Landau en la electrodinámica cuántica, la teoría de dos componentes de los neutrinos, la explicación de la inestabilidad de la llama (la inestabilidad de Darrieus-Landau ) y las ecuaciones de Landau para S singularidades matriciales.

Landau recibió el Premio Nobel de Física en 1962 por su desarrollo de una teoría matemática de la superfluidez que explica las propiedades del helio II líquido a una temperatura inferior a 2,17 K (-270,98 °C)". [ ^30]

Vida personal y puntos de vista.

En 1937, Landau se casó con Kora T. Drobanzeva de Járkov. ^[31] Su hijo Igor (1946-2011) se convirtió en físico teórico. Lev Landau creía en el " amor libre " más que en la monogamia y animó a su esposa y a sus alumnos a practicar el "amor libre". Sin embargo, su esposa no se mostró entusiasmada. ^[3]

Landau era ateo. ^{[32] [33] [34]} En 1957, un extenso informe de la KGB al Comité Central del PCUS registró las opiniones de Landau sobre el levantamiento húngaro de 1956 , Vladimir Lenin y lo que denominó "fascismo rojo". ^[35] Hendrik Casimir lo recuerda como un comunista apasionado, envalentonado por su ideología revolucionaria. El impulso de Landau por establecer la ciencia soviética se debió en parte a su devoción al socialismo. En 1935 publicó un artículo titulado “La burguesía y la física contemporánea” en el periódico soviético Izvestia en el que criticaba la superstición religiosa y el dominio del capital, que consideraba tendencias burguesas, citando “oportunidades sin precedentes para el desarrollo de la física en nuestro país”. proporcionada por el Partido y el gobierno”. ^[3]

Últimos años

El 7 de enero de 1962, el coche de Landau chocó con un camión que se aproximaba. Resultó gravemente herido y pasó dos meses en coma . Aunque Landau se recuperó de muchas maneras, su creatividad científica quedó destruida ^[25] y nunca volvió por completo al trabajo científico. Sus lesiones le impidieron aceptar personalmente el Premio Nobel de Física de 1962. ^[36]

A lo largo de su vida, Landau fue conocido por su humor agudo, como lo ilustra el siguiente diálogo con un psicólogo, Alexander Luria , quien intentó realizar pruebas para detectar posibles daños cerebrales mientras Landau se recuperaba del accidente automovilístico: ^{[16] [37]}

Luria: "Por favor dibujame un círculo"

Landau dibuja una cruz

Luria: "Hm, ahora dibujame una cruz"

Landau dibuja un círculo

Luria: "Landau, ¿por qué no haces lo que te pido?"

Landau: "Si lo hiciera, se podría llegar a pensar que me he vuelto retrasado mental".

En 1965, antiguos alumnos y compañeros de trabajo de Landau fundaron el Instituto Landau de Física Teórica , situado en la localidad de Chernogolovka , cerca de Moscú , y dirigido durante las siguientes tres décadas por Isaak Khalatnikov .

En junio de 1965, Lev Landau y Evsei Liberman publicaron una carta en el New York Times , afirmando que, como judíos soviéticos, se oponían a la intervención estadounidense en nombre de la lucha estudiantil por los judíos soviéticos . ^[38] Sin embargo, existen dudas de que Landau haya sido el autor de esta carta. ^[39]

Muerte

Landau murió el 1 de abril de 1968, a la edad de 60 años, por complicaciones de las heridas sufridas en el accidente automovilístico en el que estuvo involucrado seis años antes. Fue enterrado en el cementerio Novodévichi . ^[40]

Campos de contribución

• Teoría DLVO
• Teoría del líquido de Fermi
• Cuasipartícula
• Ecuación de Ivanenko-Landau-Kähler
• Amortiguación Landau
• Distribución Landau
• Ancho de vía Landau
• Ecuación cinética de Landau
• Polo Landau
• Susceptibilidad a Landau
• Potencial de Landau
• Cuantización de Landau
• Teoría de Landau
• Avión Landau-Squire
• Problema de Landau-Levich
• Teoría de la turbulencia de Landau-Hopf
• Teoría de Ginzburg-Landau
• Inestabilidad de Darrieus-Landau
• Ecuación aeroacústica de Landau-Lifshitz
• Ecuación de Landau-Raychaudhuri
• Fórmula Landau-Zener
• Modelo Landau-Lifshitz
• Pseudotensor de Landau-Lifshitz
• Ecuación de Landau-Lifshitz-Gilbert
• Efecto Landau-Pomeranchuk-Migdal
• Teorema de Landau-Yang
• principio de landau
• Ecuación de Stuart-Landau
• superfluidez
• Superconductividad

Pedagogía

• Curso de Física Teórica

Legado

Una moneda de plata rusa conmemorativa dedicada al centenario del nacimiento de Landau.

Landau en 1962 ^[16] en un sello ucraniano de 2010

En su honor se nombran dos objetos celestes:

• el planeta menor 2142 Landau . ^[41]
• el cráter lunar Landau .

El máximo premio en física teórica otorgado por la Academia de Ciencias de Rusia lleva su nombre:

• Medalla de oro Landau

El 22 de enero de 2019, Google celebró lo que habría sido el 111 cumpleaños de Landau con un Google Doodle . ^[42]

El Premio Landau-Spitzer (Sociedad Estadounidense de Física), que reconoce las contribuciones destacadas a la física del plasma y la colaboración entre Europa y Estados Unidos, lleva su nombre en parte en su honor. ^[43]

El ranking de físicos de Landau

Landau mantuvo una lista de nombres de físicos que clasificó en una escala logarítmica de productividad que iba de 0 a 5. ^[44] La clasificación más alta, 0, fue asignada a Isaac Newton . Albert Einstein ocupó el puesto 0,5. Se otorgó el rango 1 a los padres fundadores de la mecánica cuántica , Niels Bohr , Werner Heisenberg , Satyendra Nath Bose , Paul Dirac y Erwin Schrödinger , entre otros, mientras que los miembros del rango 5 fueron considerados "patólogos". ^[45] Landau se clasificó a sí mismo como 2,5 pero luego ascendió a 2. N. David Mermin , escribiendo sobre Landau, se refirió a la escala y se clasificó en la cuarta división, en el artículo "Mi vida con Landau: homenaje a un 4,5 a 2". ^{[46] [44] [47]}

En la cultura popular

• La película para televisión rusa Mi marido – el genio (traducción del título ruso Мой муж – гений ) estrenada en 2008 cuenta la biografía de Landau (interpretado por Daniil Spivakovsky ), centrándose principalmente en su vida privada. En general, fue criticado. Personas que conocieron personalmente a Landau, incluido el famoso científico ruso Vitaly Ginzburg , dijeron que la película no sólo era terrible sino también falsa en cuanto a hechos históricos.
• Otra película sobre Landau, Dau , está dirigida por Ilya Khrzhanovsky con el actor no profesional Teodor Currentzis (director de orquesta) como Landau. Dau era un apodo común para Lev Landau. ^[48]

Obras

Landau escribió su primer artículo Sobre la derivación de la ecuación de Klein-Fock , en coautoría con Dmitri Ivanenko en 1926, cuando tenía 18 años. Su último artículo titulado Problemas fundamentales apareció en 1960 en una versión editada de homenajes a Wolfgang Pauli . Una lista completa de los trabajos de Landau apareció en 1998 en la revista rusa Physics-Uspekhi . ^[49] Landau permitiría ser catalogado como coautor de un artículo de revista con dos condiciones: 1) planteó la idea del trabajo, en parte o en su totalidad, y 2) realizó al menos algunos de los cálculos presentados en el artículo. En consecuencia, eliminó su nombre de numerosas publicaciones de sus alumnos donde su contribución fue menos significativa. ^[48]

Curso de Física Teórica

• LD Landau, EM Lifshitz (1976). Mecánica . vol. 1 (3ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2896-9.
• LD Landau; EM Lifshitz (1975). La teoría clásica de los campos . vol. 2 (4ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2768-9.
• LD Landau; EM Lifshitz (1977). Mecánica cuántica: teoría no relativista . vol. 3 (3ª ed.). Prensa de Pérgamo. ISBN 978-0-08-020940-1.— 2ª ed. (1965) en archive.org
• VB Berestetskii; EM Lifshitz; LP Pitaevskii (1982). Electrodinámica cuántica . vol. 4 (2ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3371-0.
• LD Landau; EM Lifshitz (1980). Física estadística, parte 1 . vol. 5 (3ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3372-7.
• LD Landau; EM Lifshitz (1987). Mecánica de fluidos . vol. 6 (2ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-033933-7.
• LD Landau; EM Lifshitz (1986). Teoría de la Elasticidad . vol. 7 (3ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2633-0.
• LD Landau; EM Lifshitz; LP Pitaevskii (1984). Electrodinámica de Medios Continuos . vol. 8 (2ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2634-7.
• LP Pitaevskii; EM Lifshitz (1980). Física estadística, parte 2 . vol. 9 (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2636-1.
• LP Pitaevskii; EM Lifshitz (1981). Cinética Física . vol. 10 (1ª ed.). Prensa de Pérgamo. ISBN 978-0-7506-2635-4.

Landau y Lifshitz sugirieron en el tercer volumen del Curso de Física Teórica que la tabla periódica estándar de entonces tenía un error y que el lutecio debería considerarse como un elemento del bloque d en lugar de un bloque f. Su sugerencia fue plenamente justificada por hallazgos posteriores, ^{[50] [51] [52] [53]} y en 1988 fue respaldada por un informe de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). ^[54]

Otro

• LD Landau; AS Kompaneets (1965) [1935]. "Apéndice A". La conductividad eléctrica de los metales . ONTI, Járkov. págs. 803–832. doi :10.1016/B978-0-08-010586-4.50106-1. ISBN 9780080105864.
• LD Landau; Sí. Smorodinsky (2011) [1958]. Conferencias sobre teoría nuclear. Publicaciones de Dover. ISBN 978-0486675138.
• LD Landau; GB Rumer (2003) [1960]. ¿Qué es la Relatividad?. Publicaciones de Dover. ISBN 978-0-48-616348-2.
• LD Landau; AI Akhiezer ; EM Lifshitz (1967). Física General, Mecánica y Física Molecular . Prensa de Pérgamo . ISBN 978-0-08-009106-8.
• LD Landau; AI Kitaigorodsky (1978). Física para todos. Editorial Mir Moscú.en 4 volúmenes: volumen 1 Cuerpos físicos ISBN 978-0-82-851716-4 ; volumen 2 Moléculas ISBN 978-0-82-851725-6 ; volumen 3 Electrones y volumen 4 Fotones y núcleos ; vols. 3 y 4 de Kitaigorodsky solo   

Ver también

• Lista de premios Nobel judíos
• Lista de cosas que llevan el nombre de Lev Landau

Referencias

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Otras lecturas

Libros

• Dorozynski, Alejandro (1965). El hombre al que no dejarían morir . Secker y Warburg . COMO EN  B0006DC8BA.(Después del accidente automovilístico de Landau en 1962, la comunidad física que lo rodeaba se unió para intentar salvar su vida. Lograron prolongar su vida hasta 1968.)
• Janouch, Frantisek (1979). Lev D. Landau: su vida y obra . CERN . ASIN  B0007AUCL0.
• Khalatnikov, IM, ed. (1989). Landó. El físico y el hombre. Recuerdos de LD Landau . Sykes, JB (trad.). Prensa de Pérgamo . ISBN 0-08-036383-0.
• Kojevnikov, Alexei B. (2004). La gran ciencia de Stalin: los tiempos y las aventuras de los físicos soviéticos . Historia de las Ciencias Físicas Modernas. Prensa del Colegio Imperial . ISBN 1-86094-420-5.
• Landau-Drobantseva, Kora (1999). Profesor Landau: Cómo vivimos (en ruso). AST . ISBN 5-8159-0019-2. Archivado desde el original el 4 de mayo de 2005.
• Shifman, M., ed. (2013). Bajo el hechizo de Landau: cuando la física teórica moldeaba los destinos . Científico mundial. doi :10.1142/8641. ISBN 978-981-4436-56-4.

Artículos

• Karl Hufbauer, "Las incursiones juveniles de Landau hacia la teoría estelar: sus orígenes, afirmaciones y recepciones", Estudios históricos en las ciencias físicas y biológicas , 37 (2007), 337–354.
• "Landau, siendo estudiante, se atrevió a corregir a Einstein en una conferencia". Noticias de talentos globales.
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. , "Lev Landau", Archivo MacTutor de Historia de las Matemáticas , Universidad de St Andrews
• Lev Davidovich Landau. Ganadores del Nobel.
• El mínimo teórico de Landau, el seminario de Landau, ITEP a principios de los años 1950 por Boris L. Ioffe, charla final en el taller QCD en el umbral de la cuarta década/Ioeffest .
• EJTP Landau Edición 2008.
• Ammar Sakaji e Ignazio Licata (eds), Lev Davidovich Landau y su impacto en la física teórica contemporánea, Nova Science Publishers , Nueva York, 2009, ISBN 978-1-60692-908-7 . 
• Gennady Gorelik , "La vida ultrasecreta de Lev Landau", Scientific American , agosto de 1997, vol. 277(2), 53–57, enlace JSTOR.
• Maya Bessarab, "Páginas de la vida de Landau (en ruso)".

enlaces externos

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• Lev Landau en Nobelprize.org