Λεβ Λαντάου

Ο Λεβ Νταβίντοβιτς Λαντάου (Ле́в Дави́дович Ланда́у, 22 Ιανουαρίου 1908 – 1 Απριλίου 1968) ήταν Σοβιετικός φυσικός που έλυσε πολλά σημαντικά ζητήματα της Θεωρητικής Φυσικής. Τα επιτεύγματά του περιλαμβάνουν την κβαντική θεωρία του διαμαγνητισμού, τη θεωρητική ερμηνεία της υπερρευστότητας, τη θεωρία των μεταβολών φάσεως δεύτερης τάξεως, τη Θεωρία Γκίνσμπουργκ-Λαντάου για την υπεραγωγιμότητα, την ερμηνεία του φαινομένου της «αποσβέσεως Λαντάου» στη Φυσική Πλάσματος, τον πόλο Λαντάου στην Κβαντική Ηλεκτροδυναμική, τη θεωρία των νετρίνων και τη συμβολή στην επινόηση της μεθόδου του πίνακα πυκνότητας στην Κβαντομηχανική. Του απονεμήθηκε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1962 για την ανάπτυξη μιας μαθηματικής θεωρίας της υπερρευστότητας που εξηγεί όλες τις παράδοξες ιδιότητες του υγρού ηλίου (He II) σε θερμοκρασίες κάτω των 2,17 K (−270,98 °C).

Η ζωή του

Τα πρώτα χρόνια 

Ο Λεβ Λαντάου ήταν γιος μιας οικογένειας Ρωσοεβραίων του Μπακού, στο Αζερμπαϊτζάν, όπου και γεννήθηκε (επαρχία τότε της Ρωσικής Αυτοκρατορίας). Αναγνωρίσθηκε από νωρίς ως «παιδί-θαύμα» στα Μαθηματικά και αναφέρεται ότι έλεγε πως σχεδόν δεν θυμόταν την εποχή που δεν ήξερε Απειροστικό Λογισμό. Ο Λαντάου αποφοίτησε σε ηλικία 13 ετών από το γυμνάσιο και, καθώς ήταν υπερβολικά μικρός για να εγγραφεί στο πανεπιστήμιο, παρακολούθησε την Οικονομική Τεχνική Σχολή του Μπακού. Σε ηλικία 14 ετών (το 1922) εγγράφηκε στο Κρατικό Πανεπιστήμιο του Μπακού, ταυτόχρονα σε δύο τμήματα: το Φυσικομαθηματικό και το Χημικό. Το 1924 πήρε μετεγγραφή για το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου του Λένινγκραντ, από όπου και αποφοίτησε το 1927. Στη συνέχεια έκανε μεταπτυχιακές σπουδές στο «Φυσικο-τεχνικό Ινστιτούτο του Λένινγκραντ» (σήμερα Ινστιτούτο Ioffe) και στα 21 του πήρε διδακτορικό. Το 1929 ταξίδεψε για πρώτη φορά στο εξωτερικό, με μία υποτροφία της σοβιετικής κυβερνήσεως. Μετά από σύντομη παραμονή στο Γκέτινγκεν και στη Λειψία, πήγε στην Κοπεγχάγη και εργάσθηκε στο Ινστιτούτο Νιλς Μπορ για τη Θεωρητική Φυσική. Ο Λαντάου σε όλη την υπόλοιπη ζωή του θεωρούσε τον εαυτό του μαθητή του Μπορ και η στάση του απέναντι στη Φυσική επηρεάσθηκε πολύ από το παράδειγμά του. Μετά την παραμονή του στην Κοπεγχάγη, επισκέφθηκε το Καίμπριτζ και τη Ζυρίχη προτού επιστρέψει στην ΕΣΣΔ. Από το 1932 ως το 1937 ήταν επικεφαλής του Τμήματος Θεωρητικής Φυσικής στο Ινστιτούτο Μηχανικής και Μηχανολογίας του Χάρκοβο.

Η «Σχολή Λαντάου»
Πέρα από τα θεωρητικά του επιτεύγματα, ο Λαντάου υπήρξε ο βασικός γεννήτορας της μακράς παραδόσεως της ΕΣΣΔ στη Θεωρητική Φυσική, που επικεντρώθηκε στο Χάρκοβο (σήμερα στην Ουκρανία). Ο ίδιος ίδρυσε μαζί με τον μαθητή του Εβγκένι Λίφσιτζ ένα «Ινστιτούτο Προβλημάτων Φυσικής» στη Μόσχα, που αναφέρεται κάποτε και ως «Σχολείο του Λαντάου». Στο ινστιτούτο αυτό ήταν επικεφαλής του «Θεωρητικού Τμήματος» από το 1937 μέχρι το 1962. Ανάμεσα στους σπουδαστές του ξεχώρισαν οι Λεβ Πιταέφσκι, Αλεξέι Α. Αμπρικόσοφ, Λεβ Γκορκόφ, Ισαάκ Χαλάτνικοφ και Μπαρίς Ιόφε.

Ο Λαντάου ανέπτυξε μια γενική εισαγωγική εξέταση για το «Σχολείο» του, που αποκαλούσε «Θεωρητικό Ελάχιστο». Αυτή κάλυπτε όλες τις πλευρές της Θεωρητικής Φυσικής και για να γίνουν δεκτοί οι υποψήφιοι στο «Σχολείο» έπρεπε να την περάσουν, πράγμα που το κατόρθωσαν μόνο 43 υποψήφιοι στην ιστορία. Υποτίθεται ότι οι εξεταζόμενοι έπρεπε να είναι σε θέση να λύσουν οποιοδήποτε ολοκλήρωμα, και η «φιλοσοφία» ήταν να γίνουν οι μαθητευόμενοι «σωστοί φυσικοί» αντί για στενά εξειδικευμένους.

Διώξεις
Κατά τις σταλινικές εκκαθαρίσεις, ο Λαντάου ανακρίθηκε για την Υπόθεση UPTI στο Χάρκοβο, αλλά κατάφερε να φύγει στη Μόσχα. Ωστόσο, συνελήφθη στις 27 Απριλίου 1938 και κρατήθηκε σε φυλακή της NKVD (προδρόμου της ΚGB) μέχρι τις 29 Απριλίου 1939, οπότε ο συνάδελφός του Πιότρ Καπίτσα, πειραματικός φυσικός χαμηλών θερμοκρασιών, έγραψε ένα γράμμα στον Στάλιν εγγυώμενος προσωπικά για τη συμπεριφορά του Λαντάου.

Ατύχημα και θάνατος 
Στις 7 Ιανουαρίου 1962, σε διασταύρωση στη Μόσχα, το αυτοκίνητο που οδηγούσε ο Λαντάου συγκρούσθηκε πλαγίως με βυτιοφόρο εξαιτίας της ολισθηρότητας του παγωμένου οδοστρώματος. Ο Λαντάου τραυματίσθηκε σοβαρά στο κεφάλι και πέρασε τρεις μήνες σε κώμα. Δεν συνήλθε ποτέ εντελώς και ήταν πλέον πολύ λιγότερο δημιουργικός από ό,τι πριν. Ο θάνατός του 6 χρόνια αργότερα υπήρξε επίσης συνέπεια του τραυματισμού του στο ατύχημα.

Ο κατάλογος του Λαντάου 
Ο Λαντάου κρατούσε ένα κατάλογο φυσικών που βαθμολογούσε σε αντίστροφη λογαριθμική κλίμακα από το 0 ως το 5. Τον υψηλότερο βαθμό, 0, τον έδινε στον Νεύτωνα, ενώ ο Αϊνστάιν πήρε 0,5. Το 1 είχαν οι Νιλς Μπορ, Βέρνερ Χάιζενμπεργκ, Πωλ Ντιράκ και Έρβιν Σρέντινγκερ, οι θεμελιωτές της Κβαντομηχανικής, όπως και οι Σατυέντρα Μπόουζ και Γιουτζίν Γουίγκνερ. Ο Λαντάου βαθμολογούσε τον εαυτό του με 2,5 αλλά στο τέλος τον «προήγαγε» στο 2. Παρά την αυτοαξιολόγηση του ταλέντου του στην κλίμακα αυτή, ο Λαντάου θεωρείται από πολλούς ισάξιος με τους Ντιράκ, Βόλφγκανγκ Πάουλι, Ενρίκο Φέρμι και Ρίτσαρντ Φάινμαν, ως ένας ικανότατος φυσικός με ξεχωριστή διάνοια.

Τα Μαθήματα Θεωρητικής Φυσικής 

Από το Χάρκοβο ο Λαντάου είχε αρχίσει να συγγράφει μαζί με τον φίλο και πρώην φοιτητή του Εβγκένι Μ. Λίφσιτζ τα «Μαθήματα Θεωρητικής Φυσικής» για τα οποία είναι κυρίως γνωστός σήμερα στους φοιτητές της Φυσικής ανά τον κόσμο, ιδίως τους μεταπτυχιακούς. Πρόκειται για 10 τόμους που καλύπτουν όλους τους βασικούς κλάδους της επιστήμης:

 Τόμος 1: «Μηχανική»
 Τόμος 2: «Κλασική Θεωρία Πεδίων»
 Τόμος 3: «Κβαντομηχανική: Μη σχετικιστική θεωρία»
 Τόμος 4: «Κβαντική Ηλεκτροδυναμική» (σε συνεργασία με τους Β.Μπ. Μπερεστέτσκυ και Λ.Π. Πιταέφσκι)
 Τόμος 5: «Στατιστική Φυσική - Μέρος 1»
 Τόμος 6: «Μηχανική των ρευστών»
 Τόμος 7: «Θεωρία ελαστικότητας»
 Τόμος 8: «Ηλεκτροδυναμική των συνεχών μέσων» (σε συνεργασία με τον Λ.Π. Πιταέφσκι)
 Τόμος 9: «Στατιστική Φυσική - Μέρος 2» (των Λίφσιτζ και Πιταέφσκι)
 Τόμος 10: «Φυσική Κινητική» (των Λίφσιτζ και Πιταέφσκι)

Πήραν το όνομά του 
 Η Θεωρία Λαντάου-Χοπφ για μη γραμμική κίνηση (τύρβη) ρευστών
 Η Θεωρία Γκίνσμπουργκ-Λαντάου για την υπεραγωγιμότητα
 Η «Απόσβεση Λαντάου» στη Φυσική Πλάσματος
 Ο κρατήρας Λαντάου στην αόρατη πλευρά και το βόρειο ημισφαίριο της Σελήνης
 Ο αστεροειδής 2142 Λαντάου (2142 Landau), που ανακαλύφθηκε το 1972.

Βιβλία για τον Λαντάου 
 Dorozynski, Alexander (1965). The Man They Wouldn't Let Die. (Μετά το τροχαίο ατύχημα του 1962, η κοινότητα των φυσικών έκανε πραγματική εκστρατεία για να σωθεί η ζωή του Λαντάου. Κατάφεραν να παρατείνουν τη ζωή του ως το 1968.)
 Landau-Drobantseva, Kora: «Καθηγητής Λαντάου: Πώς ζήσαμε μαζί» (1999, στα ρώσικα)
 I.M. Khalatnikov (editor): Landau. The physicist and the man. Recollections of L.D. Landau (αγγλ. μετάφραση του J.B. Sykes, Pergamon Press, 1989) ISBN 0-08-036383-0
 Janouch, Frantisek: Lev D. Landau: His life and work (CERN, 1979) ASIN B0007AUCL0
 Kojevnikov, Alexei B.: Stalin's Great Science: The Times and Adventures of Soviet Physicists, History of Modern Physical Sciences Series. (Imperial College Press, 2004) ISBN 1-86094-420-5

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

 Λεβ Νταβίντοβιτς Λαντάου
 Landau’s Theoretical Minimum, Landau’s Seminar, ITEP in the Beginning of the 1950’s του Μπαρίς Ιόφε, καταληκτήρια ομιλία στη συνάντηση QCD at the Threshold of the Fourth Decade/Ioeffest.
 Θεωρία πεδίου: Μάθημα Θεωρητικής Φυσικής, 2ος τόμος, Εκδόσεις Συμμετρία 

Σοβιετικοί φυσικοί
Βραβευμένοι με Νόμπελ Φυσικής