Lev Landau

Eine Methode ist wichtiger als eine Entdeckung, da die richtige Methode zu neuen und noch wichtigeren Entdeckungen führt.

Lev Davidovich Landau war ein aserbaidschanischer sowjetischer Physiker, der grundlegende Beiträge zu vielen Bereichen der theoretischen Physik leistete.

Seine Leistungen umfassen die unabhängige Mitentdeckung der Dichtematrix-Methode in der Quantenmechanik zusammen mit John von Neumann, die quantenmechanische Theorie des Diamagnetismus, die Theorie der Superfluidität, die Theorie von Phasenübergängen zweiter Ordnung, die Ginzburg-Landau-Theorie der Supraleitung, die Theorie der Fermi-Flüssigkeit, die Erklärung der Landau-Dämpfung in der Plasmaphysik, der Landau-Pol in der Quantenelektrodynamik, die Zweipolartheorie der Neutrinos und Landaus Gleichungen für S-Matrix-Singularitäten. Er erhielt 1962 den Nobelpreis für Physik für die Entwicklung einer mathematischen Theorie der Superfluidität, die die Eigenschaften von flüssigem Helium II bei einer Temperatur unter 2,17 K −270,98 °C erklärt.

Leben

Frühe Jahre

Landau wurde am 22. Januar 1908 von jüdischen Eltern in Baku, Aserbaidschan, geboren, damals im Russischen Reich. Landaus Vater, David Lvovich Landau, war ein Ingenieur in der lokalen Ölindustrie, und seine Mutter, Lyubov Veniaminovna Garkavi-Landau, war Ärztin. Als mathematisches Wunderkind lernte er mit 12 Jahren zu differenzieren und mit 13 Jahren zu integrieren. Landau graduierte 1920 im Alter von 13 Jahren vom Gymnasium. Seine Eltern hielten ihn für zu jung, um die Universität zu besuchen, daher besuchte er ein Jahr lang die Baku Economic Technical School. 1922 immatrikulierte er sich im Alter von 14 Jahren an der Baku State University und studierte gleichzeitig in zwei Abteilungen: den Abteilungen für Physik und Mathematik sowie der Abteilung für Chemie. Danach hörte er auf, Chemie zu studieren, blieb aber zeitlebens an diesem Fachbereich interessiert.

Leningrad und Europa

1924 zog er ins damalige Zentrum der sowjetischen Physik: die Physik-Abteilung der Leningrader Staatsuniversität, wo er sich der Erforschung der theoretischen Physik widmete und 1927 graduierte. Landau schrieb sich anschließend für postgraduale Studien am Leningrader Physikalisch-Technischen Institut ein, wo er schließlich 1934 einen Doktortitel in Physical and Mathematical Sciences erhielt. Landau bekam seine erste Gelegenheit, während der Zeit 1929–1931 ins Ausland zu reisen, durch ein Reisestipendium der sowjetischen Regierung – People's Commissariat for Education – ergänzt durch ein Stipendium der Rockefeller Foundation. Zu dieser Zeit war er fließend in Deutsch und Französisch und konnte auf Englisch kommunizieren. Später verbesserte er sein Englisch und lernte Dänisch.

Nach kurzen Aufenthalten in Göttingen und Leipzig ging er am 8. April 1930 nach Kopenhagen, um am Institut für Theoretische Physik von Niels Bohr zu arbeiten. Er blieb dort bis zum 3. Mai desselben Jahres. Nach dem Besuch betrachtete sich Landau immer als Schüler von Niels Bohr, und Landaus Herangehensweise an die Physik wurde stark von Bohr beeinflusst. Nach seinem Aufenthalt in Kopenhagen besuchte er Cambridge Mitte 1930, wo er mit Paul Dirac arbeitete, Kopenhagen von September bis November 1930, und Zürich von Dezember 1930 bis Januar 1931, wo er mit Wolfgang Pauli arbeitete. Von Zürich kehrte Landau zum dritten Mal nach Kopenhagen zurück und blieb dort vom 25. Februar bis 19. März 1931, bevor er im selben Jahr nach Leningrad zurückkehrte.

Nationales Wissenschaftszentrum Kharkiv Institut für Physik und Technologie, Kharkiv

Zwischen 1932 und 1937 leitete Landau die Abteilung für Theoretische Physik am Nationalen Wissenschaftszentrum Kharkiv Institut für Physik und Technologie und lehrte an der Universität von Kharkiv und dem Kharkiv Polytechnischen Institut. Abgesehen von seinen theoretischen Leistungen war Landau der Hauptgründer einer großen Tradition der theoretischen Physik in Kharkiv, Ukraine, manchmal als die „Landau-Schule" bezeichnet. In Kharkiv begannen er und sein Freund und ehemaliger Schüler Evgeny Lifshitz, den Kurs der Theoretischen Physik zu schreiben, zehn Bände, die zusammen das gesamte Fachgebiet umspannen und immer noch weit verbreitet als graduierte Physik-Lehrbücher verwendet werden. Während des Großen Terrors wurde Landau im Rahmen der UPTI-Affäre in Kharkiv untersucht, aber es gelang ihm, nach Moskau zu gehen, um eine neue Position anzunehmen.

Landau entwickelte eine berühmte umfassende Prüfung namens „Theoretical Minimum" (Theoretisches Minimum), die Studenten vor der Zulassung zur Schule bestehen mussten. Die Prüfung umfasste alle Aspekte der theoretischen Physik, und zwischen 1934 und 1961 bestanden nur 43 Kandidaten, aber diejenigen, die es schafften, wurden später bemerkenswerte theoretische Physiker.

1932 berechnete Landau die Chandrasekhar-Grenze; er wandte sie jedoch nicht auf Weiße Zwergsterne an.

Institut für Physikalische Probleme, Moskau

Von 1937 bis 1962 war Landau Leiter der Theoretischen Abteilung am Institut für Physikalische Probleme.

Am 27. April 1938 wurde Landau wegen eines Flugblatts verhaftet, das Stalinismus mit deutschem Nationalsozialismus und italienischem Faschismus verglich. Er wurde im Lubyanka-Gefängnis des NKVD festgehalten, bis zu seiner Freilassung am 29. April 1939, nachdem Pyotr Kapitsa, ein experimenteller Tieftemperatur-Physiker und Gründer sowie Leiter des Instituts, einen Brief an Joseph Stalin schrieb, in dem er persönlich für Landaus Verhalten einstand und drohte, das Institut zu verlassen, wenn Landau nicht freigelassen würde. Nach seiner Freilassung entdeckte Landau, wie man Kapitsa's Superfluidität mit Schallwellen oder Phononen und einer neuen Anregung namens Roton erklären könnte.

Landau leitete ein Team von Mathematikern, das sowjetische Kern- und Wasserstoffbombenentwicklung unterstützte. Er berechnete die Dynamik der ersten sowjetischen Wasserstoffbombe, einschließlich der Vorhersage der Sprengkraft. Für diese Arbeit erhielt Landau den Stalin-Preis 1949 und 1953 und wurde 1954 mit dem Titel „Held der sozialistischen Arbeit" ausgezeichnet.

Zu Landaus Schülern gehörten Lev Pitaevskii, Alexei Abrikosov, Evgeny Lifshitz, Lev Gor'kov, Isaak Khalatnikov, Roald Sagdeev und Isaak Pomeranchuk.

Wissenschaftliche Leistungen

Landaus Leistungen umfassen die unabhängige Mitentdeckung der Dichtematrix-Methode in der Quantenmechanik zusammen mit John von Neumann, die quantenmechanische Theorie des Diamagnetismus, die Theorie der Superfluidität, die Theorie von Phasenübergängen zweiter Ordnung, die Ginzburg-Landau-Theorie der Supraleitung, die Theorie der Fermi-Flüssigkeit, die Erklärung der Landau-Dämpfung in der Plasmaphysik, der Landau-Pol in der Quantenelektrodynamik, die Zweipolartheorie der Neutrinos und Landaus Gleichungen für S-Matrix-Singularitäten.

Landau erhielt 1962 den Nobelpreis für Physik für die Entwicklung einer mathematischen Theorie der Superfluidität, die die Eigenschaften von flüssigem Helium II bei einer Temperatur unter 2,17 K −270,98 °C erklärt."

Persönliches Leben und Ansichten

1937 heiratete Landau Kora T. Drobanzeva aus Kharkiv. Ihr Sohn Igor wurde 1946 geboren. Landau glaubte an „freie Liebe" statt an Monogamie und ermutigte seine Frau und seine Schüler, „freie Liebe" zu praktizieren. Seine Frau war jedoch nicht begeistert.

Landau war Atheist. 1957 verzeichnete ein ausführlicher Bericht an das ZK der KPdSU vom KGB Landaus Ansichten zum Ungarischen Aufstand von 1956, Vladimir Lenin und das, was er „roten Faschismus" nannte.

Letzte Jahre

Am 7. Januar 1962 kollidierte Landaus Auto mit einem entgegenkommenden Lastwagen. Er wurde schwer verletzt und verbrachte zwei Monate im Koma. Obwohl Landau sich in vieler Hinsicht erholte, war seine wissenschaftliche Kreativität zerstört, und er kehrte nie vollständig zur wissenschaftlichen Arbeit zurück. Seine Verletzungen hinderten ihn daran, den Nobelpreis 1962 für Physik persönlich entgegenzunehmen.

Während seines ganzen Lebens war Landau für seinen scharfsinnigen Humor bekannt, wie der folgende Dialog mit dem Psychologen Alexander Luria illustriert, der versuchte, mögliche Hirnschäden zu testen, während sich Landau vom Autounfall erholte:

Luria: „Bitte zeichnen Sie mir einen Kreis"

Landau zeichnet ein Kreuz

Luria: „Hm, jetzt zeichnen Sie mir ein Kreuz"

Landau zeichnet einen Kreis

Luria: „Landau, warum tun Sie nicht, was ich Sie frage?"

Landau: „Wenn ich das täte, könnten Sie zu dem Gedanken kommen, dass ich geistig zurückgeblieben bin."

Eine weitere Anekdote wurde von Murray Gell-Mann geteilt:

Landau pflegte sich ständig über Yakov Zeldovich lustig zu machen... Nachdem Landau sich etwas vom Unfall erholte und sprechen konnte und so weiter, war eines der ersten Dinge, die er sagte: „Ich fürchte, mein Gehirn ist einfach nicht mehr das, was es war. Ich werde niemals wieder Physik wie Landau machen können. Vielleicht könnte ich Physik wie Zeldovich machen."

1965 gründeten ehemalige Schüler und Mitarbeiter von Landau das Landau-Institut für Theoretische Physik in der Stadt Chernogolovka in der Nähe von Moskau, das in den folgenden drei Jahrzehnten von Isaak Markovich Khalatnikov geleitet wurde.

Im Juni 1965 veröffentlichten Lev Landau und Yevsei Liberman einen Brief in der New York Times, in dem sie als sowjetische Juden erklärten, dass sie sich der US-amerikanischen Intervention zugunsten der Student Struggle for Soviet Jewry widersetzten.

Tod

Landau starb am 1. April 1968 im Alter von 60 Jahren an Komplikationen der Verletzungen, die er bei dem Autounfall erlitt, an dem er sechs Jahre zuvor beteiligt war. Er wurde auf dem Friedhof Novodevichy begraben.

Bereiche des Beitrags

Pädagogik

Vermächtnis

Zwei Himmelsobjekte sind nach ihm benannt:

• der Kleinplanet 2142 Landau.
• der Mondkrater Landau.

Der höchste Preis in theoretischer Physik, verliehen von der Russischen Akademie der Wissenschaften, ist nach ihm benannt:

• Landau-Goldmedaille

Am 22. Januar 2019 zelebrierte Google Landaus 111. Geburtstag mit einem Google-Doodle.

Der Landau-Spitzer Award der American Physical Society, der herausragende Beiträge zur Plasmaphysik und europäisch-amerikanische Zusammenarbeit würdigt, ist teilweise zu seinen Ehren benannt.

Landaus Liste

Landau führte eine Liste von Namen von Physikern, die er auf einer logarithmischen Skala der Produktivität im Bereich von 0 bis 5 einstufte. Der höchste Rang, 0, wurde Isaac Newton zugewiesen. Albert Einstein wurde mit 0,5 eingestuft. Ein Rang von 1 wurde den Gründungsvätern der Quantenmechanik, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Satyen Bose, Paul Dirac und Erwin Schrödinger und anderen verliehen. Landau rangierte sich selbst als 2,5 ein, beförderte sich aber später auf 2. David Mermin, der über Landau schrieb, bezog sich auf die Skala und rangierte sich in der vierten Division ein, in dem Artikel „My Life with Landau: Homage of a 4.5 to a 2".

In der Populärkultur

• Der russische Fernsehfilm My Husband – the Genius (inoffizielle Übersetzung des russischen Titels Мой муж – гений) von 2008 erzählt die Biografie von Landau, gespielt von Daniil Spivakovsky, hauptsächlich konzentriert auf sein Privatleben. Er wurde von Kritikern allgemein verrissen. Menschen, die Landau persönlich getroffen hatten, einschließlich des berühmten russischen Wissenschaftlers Vitaly Ginzburg, sagten, dass der Film nicht nur furchtbar, sondern auch in historischen Fakten falsch war.
• Ein anderer Film über Landau, Dau, wird von Ilya Khrzhanovsky inszeniert mit dem Nicht-Schauspieler Teodor Currentzis, einem Orchesterdirigenten, als Landau. Dau war ein häufiger Spitzname von Lev Landau.

Werke

Kurs der Theoretischen Physik

• L. D. Landau, E. M. Lifshitz 1976. Mechanik. Bd. 1 3. Aufl.. Butterworth–Heinemann.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1975. Die Klassische Feldtheorie. Bd. 2 4. Aufl.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2768-9.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1977. Quantenmechanik: Nicht-Relativistische Theorie. Bd. 3 3. Aufl.. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-020940-1. — 2. Aufl. 1965 bei archive.org
• V. B. Berestetskii; E. M. Lifshitz; L. P. Pitaevskii 1982. Quantenelektrodynamik. Bd. 4 2. Aufl.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-3371-0.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1980. Statistische Physik, Teil 1. Bd. 5 3. Aufl.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-3372-7.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1987. Strömungsmechanik. Bd. 6 2. Aufl.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-08-033933-7.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1986. Elastizitätstheorie. Bd. 7 3. Aufl.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2633-0.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz; L. P. Pitaevskii 1984. Elektrodynamik von Kontinua. Bd. 8 2. Aufl.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2634-7.
• L. P. Pitaevskii; E. M. Lifshitz 1980. Statistische Physik, Teil 2. Bd. 9 1. Aufl.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2636-1.
• L. P. Pitaevskii; E. M. Lifshitz 1981. Physikalische Kinetik. Bd. 10 1. Aufl.. Pergamon Press. ISBN 978-0-7506-2635-4.

Sonstiges

• L. D. Landau; Ya. Smorodinsky 2011 . Vorlesungen über Kerntheorie. Dover Publications. ISBN 978-0486675138.
• L. D. Landau; A. J. Akhiezer; E. M. Lifshitz 1967. Allgemeine Physik, Mechanik und Molekularphysik. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-009106-8.
• L. D. Landau; A. I. Kitaigorodsky 1978. Physik für jeden. Mir Publishers Moskau.
• L. D. Landau; G. B. Rumer 2003 . Was ist Relativität?. Dover Publications.
• L. D. Landau; A. S. Kompaneets 1935. Die Metallleitung. ONTI, Kharkiv.

Eine vollständige Liste von Landaus Werken erschien 1998 in der russischen Zeitschrift Physics-Uspekhi. Landau würde es erlauben, sich als Co-Autor eines Zeitschriftenartikels unter zwei Bedingungen aufzulisten: 1 er brachte die Idee des Werkes, teilweise oder ganz, ein, und 2 er führte mindestens einige Berechnungen durch, die in dem Artikel präsentiert werden. Folglich entfernte er seinen Namen aus zahlreichen Veröffentlichungen seiner Schüler, bei denen sein Beitrag weniger bedeutend war.