Lev Landau

Un metodo è più importante di una scoperta, poiché il metodo giusto porterà a nuove e ancora più importanti scoperte.

Lev Davidovich Landau era un fisico sovietico azero che ha dato contributi fondamentali a molte aree della fisica teorica.

I suoi risultati includono la co-scoperta indipendente del metodo della matrice di densità in meccanica quantistica insieme a John von Neumann, la teoria meccanica quantistica del diamagnetismo, la teoria della superfluidità, la teoria delle transizioni di fase del secondo ordine, la teoria di Ginzburg–Landau della superconduttività, la teoria del liquido di Fermi, la spiegazione dello smorzamento di Landau nella fisica del plasma, il polo di Landau nell'elettrodinamica quantistica, la teoria a due componenti dei neutrini e le equazioni di Landau per le singolarità della matrice S. Ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 1962 per lo sviluppo di una teoria matematica della superfluidità che spiega le proprietà dell'elio liquido II a una temperatura inferiore a 2,17 K −270,98 °C.

Vita

Primi anni

Landau è nato il 22 gennaio 1908 da genitori ebrei a Baku, Azerbaijan, in quella che era allora l'Impero russo. Il padre di Landau, David Lvovich Landau, era un ingegnere nell'industria petrolifera locale, e sua madre, Lyubov Veniaminovna Garkavi-Landau, era una dottore. Bambino prodigio in matematica, imparò a differenziare a 12 anni e a integrare a 13 anni. Landau si diplomò nel 1920 all'età di 13 anni dal ginnasio. I suoi genitori lo ritenevano troppo giovane per frequentare l'università, quindi per un anno frequentò la Scuola Tecnica Economica di Baku. Nel 1922, all'età di 14 anni, si iscrisse all'Università Statale di Baku, studiando contemporaneamente in due dipartimenti: il Dipartimento di Fisica e Matematica e il Dipartimento di Chimica. Successivamente smise di studiare chimica, ma rimase interessato al campo per tutta la vita.

Leningrado e Europa

Nel 1924, si trasferì al principale centro della fisica sovietica dell'epoca: il Dipartimento di Fisica dell'Università Statale di Leningrado, dove si dedicò allo studio della fisica teorica, laureandosi nel 1927. Landau successivamente si iscrisse agli studi post-laurea all'Istituto Fisico-Tecnico di Leningrado dove infine ricevette un dottorato in Scienze Fisiche e Matematiche nel 1934. Landau ebbe la sua prima opportunità di viaggiare all'estero durante il periodo 1929–1931, con una borsa di studio del governo sovietico—Commissariato del Popolo per l'Educazione—integrata da una borsa di studio della Fondazione Rockefeller. A quel tempo era fluente in tedesco e francese e poteva comunicare in inglese. In seguito migliorò il suo inglese e imparò il danese.

Dopo brevi soggiorni a Göttingen e Lipsia, andò a Copenhagen l'8 aprile 1930 per lavorare all'Istituto di Fisica Teorica di Niels Bohr. Rimase lì fino al 3 maggio dello stesso anno. Dopo la visita, Landau si considerò sempre un allievo di Niels Bohr e l'approccio di Landau alla fisica fu molto influenzato da Bohr. Dopo il soggiorno a Copenhagen, visitò Cambridge a metà 1930, dove lavorò con Paul Dirac, Copenhagen da settembre a novembre 1930, e Zurigo da dicembre 1930 a gennaio 1931, dove lavorò con Wolfgang Pauli. Da Zurigo Landau tornò a Copenhagen per la terza volta e rimase lì dal 25 febbraio al 19 marzo 1931 prima di tornare a Leningrado nello stesso anno.

Centro Scientifico Nazionale Istituto di Fisica e Tecnologia di Kharkiv, Kharkiv

Tra il 1932 e il 1937, Landau ha diretto il Dipartimento di Fisica Teorica del Centro Scientifico Nazionale Istituto di Fisica e Tecnologia di Kharkiv, e ha insegnato presso l'Università di Kharkiv e l'Istituto Politecnico di Kharkiv. Oltre ai suoi risultati teorici, Landau fu il principale fondatore di una grande tradizione di fisica teorica a Kharkiv, Ucraina, talvolta denominata la "scuola di Landau". A Kharkiv, lui e il suo amico e ex studente, Evgeny Lifshitz, iniziarono a scrivere il Corso di Fisica Teorica, dieci volumi che insieme coprono l'intera materia e sono ancora ampiamente utilizzati come testi di fisica a livello di dottorato. Durante la Grande Purga, Landau fu investigato nell'Affare UPTI a Kharkiv, ma riuscì a trasferirsi a Mosca per assumere una nuova posizione.

Landau sviluppò un famoso esame completo chiamato il "Minimo Teorico" che gli studenti dovevano superare prima dell'ammissione alla scuola. L'esame copriva tutti gli aspetti della fisica teorica, e tra il 1934 e il 1961 solo 43 candidati lo superarono, ma coloro che lo fecero divennero in seguito fisici teorici abbastanza notevoli.

Nel 1932, Landau calcolò il limite di Chandrashekhar; tuttavia, non lo applicò alle stelle nane bianche.

Istituto per i Problemi Fisici, Mosca

Dal 1937 al 1962, Landau era il capo della Divisione Teorica dell'Istituto per i Problemi Fisici.

Il 27 aprile 1938, Landau fu arrestato per il volantino che comparava lo stalinismo al nazismo tedesco e al fascismo italiano. Fu detenuto nella prigione Lubyanka dell'NKVD fino al suo rilascio, il 29 aprile 1939, dopo che Pyotr Kapitsa, un fisico sperimentale della bassa temperatura e il fondatore e capo dell'istituto, scrisse una lettera a Joseph Stalin in cui personalmente garantì il comportamento di Landau e minacciò di dimettersi dall'istituto se Landau non fosse stato rilasciato. Dopo il suo rilascio, Landau scoprì come spiegare la superfluidità di Kapitsa usando onde sonore, o fononi, e una nuova eccitazione chiamata rotone.

Landau guidava un team di matematici che sostenevano lo sviluppo della bomba atomica e a idrogeno sovietica. Calcolò la dinamica della prima bomba termonucleare sovietica, incluso il calcolo della resa. Per questo lavoro Landau ricevette il Premio Stalin nel 1949 e 1953, e gli fu conferito il titolo di "Eroe del Lavoro Socialista" nel 1954.

Gli studenti di Landau includevano Lev Pitaevskii, Alexei Abrikosov, Evgeny Lifshitz, Lev Gor'kov, Isaak Khalatnikov, Roald Sagdeev e Isaak Pomeranchuk.

Risultati scientifici

I risultati di Landau includono la co-scoperta indipendente del metodo della matrice di densità in meccanica quantistica insieme a John von Neumann, la teoria meccanica quantistica del diamagnetismo, la teoria della superfluidità, la teoria delle transizioni di fase del secondo ordine, la teoria di Ginzburg–Landau della superconduttività, la teoria del liquido di Fermi, la spiegazione dello smorzamento di Landau nella fisica del plasma, il polo di Landau nell'elettrodinamica quantistica, la teoria a due componenti dei neutrini e le equazioni di Landau per le singolarità della matrice S.

Landau ricevette il Premio Nobel per la Fisica nel 1962 per lo sviluppo di una teoria matematica della superfluidità che spiega le proprietà dell'elio liquido II a una temperatura inferiore a 2,17 K −270,98 °C."

Vita personale e opinioni

Nel 1937, Landau sposò Kora T. Drobanzeva da Kharkiv. Loro figlio Igor nacque nel 1946. Landau credeva nell'"amore libero" piuttosto che nella monogamia e incoraggiava sua moglie e i suoi studenti a praticare l'"amore libero". Tuttavia, sua moglie non era entusiasta.

Landau era un ateo. Nel 1957, una lunga relazione al Comitato Centrale del PCUS da parte del KGB registrò le opinioni di Landau sulla Rivolta ungherese del 1956, su Vladimir Lenin e su quello che definiva "fascismo rosso".

Ultimi anni

Il 7 gennaio 1962, l'auto di Landau si scontrò con un camion che veniva in senso contrario. Fu gravemente ferito e trascorse due mesi in coma. Sebbene Landau si riprendesse in molti aspetti, la sua creatività scientifica fu distrutta, e non tornò mai completamente al lavoro scientifico. Le sue ferite gli impedirono di accettare personalmente il Premio Nobel per la fisica nel 1962.

Per tutta la vita Landau era noto per il suo humor tagliente, come illustrato dal seguente dialogo con uno psicologo, Alexander Luria, che cercò di testare possibili danni cerebrali mentre Landau stava recuperando dall'incidente automobilistico:

Luria: "Per favore disegna un cerchio"

Landau disegna una croce

Luria: "Hm, ora disegna una croce"

Landau disegna un cerchio

Luria: "Landau, perché non fai quello che ti chiedo?"

Landau: "Se lo facessi, potresti arrivare a pensare che sono diventato mentalmente ritardato".

Un altro aneddoto è stato condiviso da Murray Gell-Mann:

Landau aveva l'abitudine di prendere in giro Yakov Zeldovich tutto il tempo... Dopo che Landau si riprese un po' dall'incidente e riuscì a parlare e così via, una delle prime cose che disse fu "Ho paura che il mio cervello non sia più lo stesso. Non sarò mai più in grado di fare fisica come Landau. Forse potrei fare fisica come Zeldovich."

Nel 1965 ex studenti e collaboratori di Landau fondarono l'Istituto Landau di Fisica Teorica, situato nella città di Chernogolovka vicino a Mosca, e guidato per i tre decenni successivi da Isaak Markovich Khalatnikov.

Nel giugno 1965, Lev Landau e Yevsei Liberman pubblicarono una lettera sul New York Times, affermando che come ebrei sovietici si opponevano all'intervento degli Stati Uniti a favore dello Student Struggle for Soviet Jewry.

Morte

Landau morì il 1 aprile 1968, all'età di 60 anni, per complicazioni dalle ferite riportate nell'incidente automobilistico cui fu coinvolto sei anni prima. Fu sepolto al cimitero di Novodevichy.

Campi di contributo

Pedagogia

Eredità

Due oggetti celesti sono nominati in suo onore:

• il pianeta minore 2142 Landau.
• il cratere lunare Landau.

Il più alto premio della fisica teorica assegnato dall'Accademia delle Scienze Russa è nominato in suo onore:

• Medaglia d'Oro Landau

Il 22 gennaio 2019, Google ha celebrato quello che sarebbe stato il 111° compleanno di Landau con un Google doodle.

Lo Landau-Spitzer Award dell'American Physical Society, che riconosce i contributi eccezionali alla fisica del plasma e alla collaborazione europeo-statunitense, è nominato in parte in suo onore.

Lista di Landau

Landau manteneva una lista di nomi di fisici che classificava su una scala logaritmica di produttività che andava da 0 a 5. La classifica più alta, 0, fu assegnata a Isaac Newton. Albert Einstein fu classificato 0,5. Una classificazione di 1 fu assegnata ai fondatori della meccanica quantistica, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Satyen Bose, Paul Dirac ed Erwin Schrödinger, e altri. Landau classificò se stesso come 2,5 ma successivamente si promosse a 2. David Mermin, scrivendo su Landau, si riferì alla scala e classificò se stesso nella quarta divisione, nell'articolo "My Life with Landau: Homage of a 4.5 to a 2".

Nella cultura popolare

• Il film televisivo russo Mio marito – il Genio traduzione non ufficiale del titolo russo Мой муж – гений uscito nel 2008 racconta la biografia di Landau interpretato da Daniil Spivakovsky, concentrandosi principalmente sulla sua vita privata. È stato generalmente stroncato dalla critica. Persone che avevano incontrato personalmente Landau, incluso il famoso scienziato russo Vitaly Ginzburg, dissero che il film non era solo terribile ma anche falso nei fatti storici.
• Un altro film su Landau, Dau, è diretto da Ilya Khrzhanovsky con l'attore non professionista Teodor Currentzis un direttore d'orchestra come Landau. Dau era un soprannome comune di Lev Landau.

Opere

Corso di Fisica Teorica

• L. D. Landau, E. M. Lifshitz 1976. Mechanics. Vol. 1 3rd ed.. Butterworth–Heinemann.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1975. The Classical Theory of Fields. Vol. 2 4th ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2768-9.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1977. Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory. Vol. 3 3rd ed.. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-020940-1. — 2nd ed. 1965 at archive.org
• V. B. Berestetskii; E. M. Lifshitz; L. P. Pitaevskii 1982. Quantum Electrodynamics. Vol. 4 2nd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-3371-0.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1980. Statistical Physics, Part 1. Vol. 5 3rd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-3372-7.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1987. Fluid Mechanics. Vol. 6 2nd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-08-033933-7.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1986. Theory of Elasticity. Vol. 7 3rd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2633-0.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz; L. P. Pitaevskii 1984. Electrodynamics of Continuous Media. Vol. 8 2nd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2634-7.
• L. P. Pitaevskii; E. M. Lifshitz 1980. Statistical Physics, Part 2. Vol. 9 1st ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2636-1.
• L. P. Pitaevskii; E. M. Lifshitz 1981. Physical Kinetics. Vol. 10 1st ed.. Pergamon Press. ISBN 978-0-7506-2635-4.

Altro

• L. D. Landau; Ya. Smorodinsky 2011 . Lectures on Nuclear Theory. Dover Publications. ISBN 978-0486675138.
• L. D. Landau; A. J. Akhiezer; E. M. Lifshitz 1967. General Physics, Mechanics and Molecular Physics. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-009106-8.
• L. D. Landau; A. I. Kitaigorodsky 1978. Physics for Everyone. Mir Publishers Moscow.
• L. D. Landau; G. B. Rumer 2003 . What is Relativity?. Dover Publications.
• L. D. Landau; A. S. Kompaneets 1935. The Metal Conductivity. ONTI, Kharkiv.

Un elenco completo delle opere di Landau è apparso nel 1998 nella rivista russa Physics-Uspekhi. Landau avrebbe permesso di elencarsi come coautore di un articolo di rivista in due condizioni: 1 ha portato l'idea del lavoro, in parte o completamente, e 2 ha eseguito almeno alcuni calcoli presentati nell'articolo. Di conseguenza, ha rimosso il suo nome da numerose pubblicazioni dei suoi studenti dove il suo contributo era meno significativo.