León Landau

Físico teórico soviético (1908-1968)

Lev Davidovich Landau ( en 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]} Fue considerado como uno de los últimos científicos que fueron universalmente versados ​​e hicieron contribuciones seminales a todas las ramas de la física.

Sus logros incluyen el codescubrimiento independiente del método de la matriz de densidad ^{[4] [5]} en mecánica cuántica (junto con John von Neumann ), la teoría mecánica cuántica del diamagnetismo , la teoría de la superfluidez , la teoría de las transiciones de fase de segundo orden , la 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 de la amortiguación de Landau en la física del plasma , el polo de Landau en la electrodinámica cuántica , la teoría de dos componentes de los neutrinos y las ecuaciones de Landau para las singularidades de la matriz S. ^[7] Recibió el Premio Nobel de Física de 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  mil (-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 , 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 doctora. 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: los Departamentos de Física y Matemáticas y el Departamento de Química. Posteriormente, dejó de estudiar química, pero siguió interesado en ese 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 en estudios de posgrado en el Instituto Físico-Técnico de Leningrado , 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, con 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. ^[16]

Tras breves estancias en Gotinga y Leipzig , el 8 de abril de 1930 se trasladó a Copenhague para trabajar en el Instituto de Física Teórica de Niels Bohr , donde permaneció hasta el 3 de mayo de ese mismo año. Tras la visita, Landau siempre se consideró un alumno de Niels Bohr , y su aproximación a la física estuvo muy influida por Bohr. Tras su estancia en Copenhague, visitó Cambridge (mediados de 1930), donde trabajó con Paul Dirac , ^[17] Copenhague (de septiembre a noviembre de 1930), ^[18] y Zúrich (de 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 ese mismo año. ^[20]

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

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

Landau desarrolló un famoso examen integral llamado el "Mínimo Teórico" que los estudiantes debían aprobar antes de ser admitidos en 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 lograron se convirtieron más tarde en físicos teóricos bastante destacados. ^{[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 Járkov, 1934

Fotografía en prisión, 1938-1939

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 panfleto que comparaba al estalinismo con el nazismo alemán y el fascismo italiano . ^{[3] [26]} Fue retenido en la prisión Lubyanka de la NKVD hasta su liberación, el 29 de abril de 1939, después de que Pyotr Kapitsa (un físico experimental de baja temperatura y fundador y director del instituto) y Bohr escribieran cartas a Joseph Stalin . ^{[27] [28]} Kapitsa personalmente avaló 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 apoyaba el desarrollo de la bomba atómica y de hidrógeno soviética. Calculó la dinámica de la primera bomba termonuclear soviética, incluida la predicción de su rendimiento . Por este trabajo, Landau recibió el Premio Stalin en 1949 y 1953, y se le concedió 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 codescubrimiento independiente del método de la matriz de densidad en mecánica cuántica (junto con John von Neumann), la teoría mecánica cuántica 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 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 las singularidades de la matriz S.

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 opiniones

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 alentó a su esposa y a sus estudiantes a practicar el "amor libre". Sin embargo, su esposa no estaba entusiasmada. ^[3]

Landau es generalmente descrito como ateo, ^{[32] [33] [34]} aunque cuando el cineasta soviético Andrei Tarkovsky le preguntó a Landau si creía en la existencia de Dios, Landau reflexionó sobre el asunto en silencio durante tres minutos antes de responder: "Creo que sí". ^[35] En 1957, un extenso informe al Comité Central del PCUS elaborado por la KGB registró las opiniones de Landau sobre el Levantamiento húngaro de 1956 , Vladimir Lenin y lo que él denominó "fascismo rojo". ^[36] Hendrik Casimir lo recuerda como un comunista apasionado, envalentonado por su ideología revolucionaria. El impulso de Landau para 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, proporcionadas por el Partido y el gobierno”. ^[3]

Últimos años

El 7 de enero de 1962, el coche de Landau chocó contra un camión que se aproximaba. Resultó gravemente herido y pasó dos meses en coma . Aunque Landau se recuperó en muchos aspectos, su creatividad científica quedó destruida ^[25] y nunca volvió por completo a su trabajo científico. Sus lesiones le impidieron aceptar en persona el Premio Nobel de Física de 1962. ^[37]

A lo largo de su vida, Landau fue conocido por su agudo humor, como lo ilustra el siguiente diálogo con un psicólogo, Alexander Luria , que intentó comprobar si había sufrido algún daño cerebral mientras Landau se recuperaba del accidente automovilístico: ^{[16] [38]}

Luria: "Por favor dibujame un circulo"

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, podrías llegar a pensar que me he vuelto retrasado mental".

En 1965, antiguos alumnos y colaboradores de Landau fundaron el Instituto Landau de Física Teórica , situado en la ciudad de Chernogolovka , cerca de Moscú , y dirigido durante las tres décadas siguientes 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 . ^[39] Sin embargo, existen dudas de que Landau fuera el autor de esta carta. ^[40]

Muerte

Landau murió el 1 de abril de 1968, a los 60 años, por complicaciones de las heridas sufridas en el accidente automovilístico seis años antes. Fue enterrado en el cementerio de Novodevichy . ^[41]

Campos de contribución

• Teoría DLVO
• Teoría del líquido de Fermi
• Cuasipartícula
• Ecuación de Ivanenko-Landau-Kähler
• Amortiguación Landau
• Distribución de Landau
• Calibre Landau
• Ecuación cinética de Landau
• Poste Landau
• Susceptibilidad de Landau
• Potencial de Landau
• Cuantización de Landau
• Teoría de Landau
• Avión a reacción 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 de Landau-Zener
• Modelo de 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

Moneda de plata rusa conmemorativa dedicada al centenario del nacimiento de Landau.

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

Dos objetos celestes llevan su nombre:

• el planeta menor 2142 Landau . ^[42]
• El cráter lunar Landau .

El premio más importante de física teórica otorgado por la Academia Rusa de Ciencias 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 . ^[43]

El premio Landau-Spitzer (Sociedad Americana de Física), que reconoce contribuciones destacadas a la física del plasma y a la colaboración entre Europa y los Estados Unidos, recibe su nombre en parte en su honor. ^[44]

Clasificación 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. ^{[45] [46]} La clasificación más alta, 0, fue asignada a Isaac Newton . Albert Einstein fue clasificado 0.5. Se le otorgó un rango de 1 a los padres fundadores de la mecánica cuántica , Niels Bohr , Werner Heisenberg , Satyendra Nath Bose , Paul Dirac y Erwin Schrödinger , y otros, mientras que los miembros del rango de 5 fueron considerados "patólogos". ^[47] Landau se clasificó a sí mismo como un 2.5 pero luego ascendió a un 2. N. David Mermin , escribiendo sobre Landau, se refirió a la escala y se clasificó a sí mismo en la cuarta división, en el artículo "Mi vida con Landau: Homenaje de un 4.5 a un 2". ^{[48] [46] [49]}

En la cultura popular

• La película rusa para televisión Mi marido es un 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 criticada por los críticos. Las personas que conocieron personalmente a Landau, incluido el famoso científico ruso Vitaly Ginzburg , dijeron que la película no solo era terrible, sino que también falsificó los hechos históricos.
• Otra película sobre Landau, Dau , está dirigida por Ilya Khrzhanovsky con el actor no profesional Teodor Currentzis (un director de orquesta) como Landau. Dau era un apodo común de Lev Landau. ^[50] La película fue parte del proyecto artístico multidisciplinario DAU . ^{[51] [52]}

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 . ^[53] Landau se permitía ser incluido como coautor de un artículo de revista con dos condiciones: 1) él había planteado la idea del trabajo, en parte o en su totalidad, y 2) había realizado al menos algunos de los cálculos presentados en el artículo. En consecuencia, eliminó su nombre de numerosas publicaciones de sus estudiantes donde su contribución fue menos significativa. ^[50]

Curso de Física Teórica

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

En el tercer volumen del Curso de Física Teórica, Landau y Lifshitz sugirieron que la tabla periódica que entonces era estándar contenía un error y que el lutecio debía considerarse un elemento del bloque d en lugar de un elemento del bloque f. Su sugerencia fue plenamente confirmada por hallazgos posteriores ^{[54] [55] [56] [57]} y en 1988 fue respaldada por un informe de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). ^[58]

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; Ya. Smorodinsky (2011) [1958]. Lecciones 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 . Pergamon Press . 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 por Kitaigorodsky solo   

Véase también

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

Referencias

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Lectura adicional

Libros

• Dorozynski, Alexander (1965). El hombre al que no dejaron morir . Secker y Warburg . ASIN  B0006DC8BA.(Tras el accidente automovilístico que sufrió Landau en 1962, la comunidad de físicos que lo rodeaba se unió para intentar salvarle la vida. Consiguieron prolongar su vida hasta 1968.)
• Janouch, Frantisek (1979). Lev D. Landau: Su vida y su obra . CERN . ASIN  B0007AUCL0.
• Khalatnikov, IM, ed. (1989). Landau. El físico y el hombre. Recuerdos de L.D. Landau . Sykes, JB (trad.). Pergamon Press . 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. Imperial College Press . ISBN 1-86094-420-5.
• Landau-Drobantseva, Kora (1999). El profesor Landau: cómo vivíamos (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 estaba dando forma a los destinos . World Scientific. doi :10.1142/8641. ISBN 978-981-4436-56-4.

Artículos

• Karl Hufbauer, "Las incursiones juveniles de Landau en la teoría estelar: sus orígenes, afirmaciones y recepciones", Estudios históricos en las ciencias físicas y biológicas , 37 (2007), 337–354.
• "Cuando era estudiante, Landau se atrevió a corregir a Einstein en una conferencia". Global Talent News.
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. , "Lev Landau", Archivo de Historia de las Matemáticas MacTutor , Universidad de St Andrews
• Lev Davidovich Landau. Ganadores del Nobel.
• Mínimo teórico de Landau, Seminario de Landau, ITEP a principios de la década de 1950 por Boris L. Ioffe, Charla final en el taller QCD en el umbral de la cuarta década/Ioeffest .
• EJTP Landau Número 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)".

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• Lev Landau en Nobelprize.org