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BIOGRAPHIES DE GRANDS SCIENTIFIQUES
Landau Lev Davidovitch. Biographie d'un scientifique
Annuaire / Biographies de grands scientifiques
Lev Davidovich Landau est né le 9 (22) janvier 1908 dans la famille de David Lvovich et Lyubov Veniaminovna (Garkavi) Landau à Bakou. Son père était un ingénieur pétrolier bien connu qui travaillait dans les champs pétrolifères locaux et sa mère était médecin. Elle était engagée dans la recherche physiologique. La sœur aînée de Landau est devenue ingénieur chimiste. "Je n'étais pas un enfant prodige", se souvient le scientifique à propos de ses années scolaires. "Pendant mes études à l'école, je n'obtenais pas de notes supérieures aux triples dans les essais. Je m'intéressais aux mathématiques. À treize ans, intégrer." Lev Davidovitch était modeste. Il a obtenu son diplôme d'études secondaires alors qu'il n'avait que treize ans. Ses parents ont estimé qu'il était trop jeune pour un établissement d'enseignement supérieur et l'ont envoyé pendant un an au Collège économique de Bakou. En 1922, Landau entre à l'Université de Bakou, où il étudie la physique et la chimie ; deux ans plus tard, il est transféré au département de physique de l'Université de Leningrad. À l'âge de 19 ans, Landau avait publié quatre articles scientifiques. L'un d'eux a été le premier à utiliser la matrice de densité, une expression mathématique désormais largement utilisée pour décrire les états d'énergie quantique. Après avoir obtenu son diplôme universitaire en 1927, Landau entra à l'école doctorale de l'Institut de physique et de technologie de Leningrad, où il travailla sur la théorie magnétique de l'électrodynamique électronique et quantique. Il se jette goulûment sur la littérature physique, lit des ouvrages encore "chauds" sur la mécanique quantique, qui connaît à cette époque une naissance houleuse, tous articles qui viennent tout juste de sortir de la plume de leurs auteurs - les créateurs de la physique du micromonde. Landau n'était en aucun cas seul pendant ces années, et il n'a pas formé seul sa vision scientifique. A côté de lui et à un niveau assez proche se trouvaient d'autres jeunes théoriciens. C'était une société soudée unie par des intérêts communs. Trois personnes y ont donné le ton : Landau, Gamov et Ivanenko, puis Bronstein les a rejoints. Ils se sont appelés un "groupe de jazz". C'est alors que Landau devint Dau ; Il a porté ce nom toute sa vie. C'était le nom de lui par toutes les personnes qui étaient proches de lui, y compris ses étudiants. De 1929 à 1931, Landau était en mission scientifique en Allemagne, en Suisse, en Angleterre, aux Pays-Bas et au Danemark. Là, il a rencontré les fondateurs de la nouvelle mécanique quantique, dont Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli. Landau a passé la plupart de son temps à Copenhague avec Niels Bohr. L'Institut Bohr était un véritable centre mondial de la physique théorique, une "Mecque physique" où se réunissaient des théoriciens du monde entier. Il y avait beaucoup de travail acharné là-bas. De ces années, pour toujours, jusqu'à la fin de sa vie, son amitié avec Bor et son amour pour Bor sont restés. Et chacune de leurs rencontres sera une fête pour Landau. Pendant son séjour à l'étranger, Landau a mené d'importantes recherches sur les propriétés magnétiques des électrons libres et, avec Ronald F. Peierls, sur la mécanique quantique relativiste. Ces travaux le placent parmi les principaux physiciens théoriciens. Il a appris à gérer des systèmes théoriques complexes, et cette compétence lui a été utile plus tard, lorsqu'il a commencé des recherches en physique des basses températures. En 1931, Landau retourna à Leningrad, mais déménagea bientôt à Kharkov, qui était alors la capitale de l'Ukraine. Là, Landau devient le chef du département théorique de l'Institut ukrainien de physique et de technologie. Parallèlement, il dirige les départements de physique théorique à l'Institut de génie mécanique de Kharkov et à l'Université de Kharkov. En 1934, l'Académie des sciences de l'URSS lui décerne le diplôme de docteur en sciences physiques et mathématiques sans soutenir de thèse, et l'année suivante il reçoit le titre de professeur. À Kharkov, Landau publie des articles sur des sujets aussi divers que l'origine de l'énergie stellaire, la dispersion du son, le transfert d'énergie dans les collisions, la diffusion de la lumière, les propriétés magnétiques des matériaux, la supraconductivité, les transitions de phase des substances d'une forme à une autre et le mouvement des flux. de particules chargées électriquement. Cela lui donne une réputation de théoricien exceptionnellement polyvalent. Les travaux de Landau sur les particules en interaction électrique se sont révélés utiles plus tard, lorsque la physique du plasma est apparue - des gaz chauds chargés électriquement. Empruntant des concepts à la thermodynamique, il a exprimé de nombreuses idées novatrices concernant les systèmes à basse température. Les œuvres de Landau sont unies par un trait caractéristique - l'application virtuose de l'appareil mathématique pour résoudre des problèmes complexes. Landau a apporté une grande contribution à la théorie quantique et aux études de la nature et de l'interaction des particules élémentaires. L'éventail inhabituellement large de ses recherches, couvrant presque tous les domaines de la physique théorique, a attiré de nombreux étudiants et jeunes scientifiques très doués à Kharkov, dont Evgeny Mikhailovich Lifshitz, qui est devenu non seulement le plus proche collaborateur de Landau, mais aussi son ami. L'école qui s'est développée autour de Landau a fait de Kharkov l'un des principaux centres de physique théorique soviétique. Il est frappant de constater qu'une école strictement scientifique est née au milieu des années trente, alors que son fondateur n'avait pas encore trente ans, et qu'il s'est souvent avéré avoir le même âge que ses disciples. C'est pourquoi dans cette école tout le monde était les uns avec les autres, et beaucoup avec le professeur sur "vous". L'école de Landau était probablement la communauté la plus démocratique de la science russe. N'importe qui pouvait en faire partie - du docteur en sciences à l'écolier, du professeur à l'assistant de laboratoire. La seule chose qui était exigée du demandeur était de réussir à remettre au capitaine lui-même ou à son employé de confiance ce qu'on appelait le LANDAU THEORMINIMUM. Passer le minimum théorique de Landau s'apparentait aux tests des grimpeurs lors de l'ascension du "huit mille". Yevgeny Livshits a déclaré qu'à partir de 1934, Landau lui-même a commencé à tenir une liste des noms de ceux qui ont réussi ce test. En janvier 1962, cette liste de grands maîtres ne comprenait que quarante-trois noms. Mais dix de ces noms appartenaient déjà à des académiciens et vingt-six à des docteurs en sciences ! Pour aider ses étudiants, Landau créa en 1935 un cours complet de physique théorique, publié par lui et Lifshitz sous la forme d'une série de manuels, dont le contenu fut révisé et mis à jour par les auteurs au cours des vingt années suivantes. Ces manuels, traduits dans de nombreuses langues, sont à juste titre considérés comme des classiques dans le monde entier. Mais Landau et ses camarades ne vivaient pas d'un seul travail. Pendant leur temps libre, ils jouaient au tennis, composaient des chansons, mettaient en scène des spectacles, organisaient des fêtes costumées et s'amusaient généralement de toutes les manières possibles. Comme à Leningrad, les jeunes se donnaient des surnoms. Landau s'appelait "Skinny Lion" (plus tard, il a commencé à dire qu'il n'avait pas de physique, mais une soustraction corporelle). Et pourtant il avait une certaine grâce. Et même de l'habileté. Pas mal, bien que drôle, tenant une raquette non conforme aux règles, il jouait au tennis. De Kharkov, des changements ont commencé dans le destin personnel de Landau. Il a rencontré Concordia Drobantseva, dont la beauté absolue l'a captivé à première vue, et est tombé amoureux d'elle. En 1937, quelques années plus tard, Kora Drobantseva, ingénieur en procédés dans une usine de confiserie, s'installe à Moscou et devient l'épouse de Landau. En 1946, leur fils Igor est né, qui a ensuite travaillé comme physicien expérimental au même Institut des problèmes physiques, dans lequel son père a tant fait. Landau méprisait ceux qui entreprenaient de retourner la science sans faute et de s'y exalter, ainsi que tous les carriéristes et opportunistes de la science. Dau était une personne incroyablement propre, dit O. N. Trapeznikova. Par conséquent, une grande partie de son comportement ne peut être mesurée par des normes ordinaires. Il combattait les "bisons", détestait les "moucherons". Dans le même temps, se souvient Trapeznikova, lorsqu'elle a demandé quelle qualité il valorisait le plus chez les gens, Landau a répondu sans hésitation: "La gentillesse". Les conflits dans lesquels Landau et certains de ses amis et étudiants sont entrés ont commencé à se transformer en gros problèmes, l'affaire a pris une tournure sérieuse. En fin de compte, la question s'est posée de déménager dans une autre ville. En 1937, Landau, à l'invitation de Piotr Kapitsa, dirige le département de physique théorique du nouvel Institut des problèmes physiques de Moscou. Mais l'année suivante, Landau a été arrêté sous de fausses accusations d'espionnage pour l'Allemagne. Seule l'intervention de Kapitsa, qui en appela directement au Kremlin, permit d'obtenir la libération de Landau. Lorsque Landau a déménagé de Kharkov à Moscou, les expériences de Kapitsa avec de l'hélium liquide battaient leur plein. L'hélium gazeux se liquéfie lorsqu'il est refroidi à des températures inférieures à 4,2 K (en degrés Kelvin, température absolue mesurée à partir du zéro absolu, ou moins 273,18 °C). Dans cet état, l'hélium est appelé hélium-1. Lorsqu'il est refroidi à des températures inférieures à 2,17 K, l'hélium se transforme en un liquide appelé hélium-2, qui possède des propriétés inhabituelles. L'hélium-2 s'écoule à travers les plus petits trous avec une telle facilité, comme s'il n'avait aucune viscosité. Il s'élève le long de la paroi de la cuve, comme s'il n'était pas affecté par la gravité, et a une conductivité thermique des centaines de fois supérieure à celle du cuivre. Kapitsa a qualifié l'hélium-2 de liquide superfluide. Mais testé par des méthodes standard, par exemple en mesurant la résistance aux vibrations de torsion d'un disque à une fréquence donnée, il s'est avéré que l'hélium-2 n'a pas une viscosité nulle. Les scientifiques ont suggéré que le comportement inhabituel de l'hélium-2 est dû à des effets liés au domaine de la théorie quantique, et non à la physique classique, qui n'apparaissent qu'à basse température et sont généralement observés dans les solides, puisque la plupart des substances gèlent dans ces conditions. L'hélium est une exception : s'il n'est pas soumis à de très hautes pressions, il reste liquide jusqu'au zéro absolu. En 1938, Laszlo Tissa a suggéré que l'hélium liquide est en fait un mélange de deux formes, l'hélium-1 (liquide normal) et l'hélium-2 (superfluide). Lorsque la température tombe près du zéro absolu, l'hélium-2 devient le composant dominant. Cette hypothèse a permis d'expliquer pourquoi des viscosités différentes sont observées dans des conditions différentes. Landau a expliqué la superfluidité en utilisant un appareil mathématique fondamentalement nouveau. Alors que d'autres chercheurs appliquaient la mécanique quantique au comportement d'atomes individuels, il traitait les états quantiques d'un volume de liquide à peu près de la même manière que s'il s'agissait d'un solide. Landau a émis une hypothèse sur l'existence de deux composantes du mouvement, ou excitation : les phonons, qui décrivent la propagation rectiligne relativement normale des ondes sonores à de faibles valeurs de quantité de mouvement et d'énergie, et les rotons, qui décrivent le mouvement de rotation, c'est-à-dire un manifestation plus complexe d'excitations à des valeurs plus élevées de quantité de mouvement et d'énergie . Les phénomènes observés sont dus aux contributions des phonons et des rotons et à leur interaction. L'hélium liquide, a soutenu Landau, peut être considéré comme un composant "normal" immergé dans un "fond" superfluide". Dans une expérience sur l'écoulement d'hélium liquide à travers une fente étroite, le composant superfluide s'écoule tandis que les phonons et les rotons entrent en collision avec les parois qui tenez-les. Dans l'expérience des vibrations de torsion du disque, la composante superfluide a un effet négligeable, tandis que les phonons et les rotons entrent en collision avec le disque et le ralentissent. Le rapport des concentrations des composants normaux et superfluides dépend de la température. Les rotons dominent à des températures supérieures à 1 K, les phonons - inférieures à 0,6 K. La théorie de Landau et ses améliorations ultérieures ont permis non seulement d'expliquer les phénomènes observés, mais aussi de prédire d'autres phénomènes inhabituels, par exemple la propagation de deux ondes différentes, appelées premier et second son, et ayant des propriétés différentes. Le premier son est une onde sonore ordinaire, le second est une onde de température. La théorie de Landau a permis de faire des progrès significatifs dans la compréhension de la nature de la supraconductivité. À l'été 1941, l'institut fut évacué à Kazan. Là, comme d'autres employés, Landau a donné sa force, tout d'abord, aux tâches de défense. Il a construit des théories et fait des calculs sur les processus qui déterminent l'efficacité au combat des armes. En 1945, à la fin de la guerre, trois articles de Landau consacrés à la détonation des explosifs parurent dans les Rapports de l'Académie des sciences. Après la fin de la guerre et jusqu'en 1962, il travaille à la résolution de divers problèmes, notamment en étudiant un isotope rare de l'hélium de masse atomique 3 (au lieu de la masse habituelle de 4), et en lui prédisant l'existence d'un nouveau type de la propagation des ondes, qu'il a appelé "zéro son" . Notez que la vitesse du second son dans un mélange de deux isotopes tend vers zéro à la température du zéro absolu. Landau a également participé à la création de la bombe atomique en Union soviétique. Une fois, dans les années cinquante, le membre correspondant Artemy Alikhanyan a raconté une histoire presque invraisemblable à propos de Dau. En lui rendant visite, il a déploré qu'à la station de rayons cosmiques d'Aragap, lui et ses collaborateurs n'aient pas réussi à obtenir une formule énergétique, très importante pour le cosmos, cohérente avec l'expérience. Après avoir posé deux ou trois questions, Landau dit : « Tu joues ici avec mon Garik, et je monte une minute dans ma chambre... » Il revient un quart d'heure plus tard... Sur une feuille griffonnée en gribouillis d'une clarté enfantine, la formule recherchée en a été déduite ! .. L'intensité du travail acharné et fructueux de Landau ne faiblit pas du tout jusqu'au jour fatidique. Le 7 janvier 1962, un accident de voiture s'est produit sur l'autoroute en direction de Dubna ... Personne n'était à blâmer. Le pire temps. Glace noir. La fille a traversé la route en courant. La voiture de tourisme freinée brusquement a dérapé brusquement. Le coup du camion venant en sens inverse est venu de côté et le passager assis à la porte en a ressenti toute la force. Le premier dimanche matin de la nouvelle année a été marqué par un événement tragique pour la science russe et mondiale. Les physiciens rappelèrent, abasourdis par les rumeurs de mésaventure avec l'académicien Landau. Tout le monde a vérifié la véracité de ce qui s'était passé. Pour tous, le bref sonnait absurde : « Dow inconscient ! Il était la conscience incarnée. Conscience créatrice. Mais un miracle s'est produit - Landau a survécu ! Et ce miracle a été créé avec les docteurs en physique. Les pilotes de l'aviation internationale se sont joints à la course de relais pour transférer les médicaments dont ils avaient un besoin urgent à "M. Landau" à Moscou. Les médicaments ont volé d'Amérique, d'Angleterre, de Belgique, de France, de Tchécoslovaquie. Les académiciens Nikolai Semyonov et Vladimir Engelhardt, le tout premier dimanche 7 janvier malheureux, ont synthétisé et stérilisé une substance contre l'œdème cérébral. L'ampoule finie de Leningrad était devant eux. Mais quelle était l'impulsion active des deux septuagénaires collègues de la victime ! Pendant six semaines, il est resté inconscient et pendant près de trois mois, il n'a même pas reconnu ses proches. Pour des raisons de santé, Landau n'a pas pu se rendre à Stockholm pour recevoir le prix Nobel de 1962, qui lui a été décerné "pour ses théories fondamentales de la matière condensée, en particulier de l'hélium liquide". Le prix lui a été remis à Moscou par l'ambassadeur de Suède en Union soviétique. Landau a vécu encore six ans, mais il y a eu trop de blessures et de blessures graves. De fortes douleurs ont tourmenté Landau pendant longtemps et presque constamment. Et il ne pouvait pas retourner à la science. Landau a déclaré avant sa mort: "J'ai bien vécu ma vie. J'ai toujours tout réussi." Lev Davidovitch est décédé le 1er avril 1968. En plus des prix Nobel et Lénine, Landau a reçu trois prix d'État de l'URSS. Il a reçu le titre de héros du travail socialiste. En 1946, il est élu à l'Académie des sciences de l'URSS. Les académies des sciences du Danemark, des Pays-Bas et des États-Unis, l'Académie américaine des sciences et des arts et la Société française de physique l'ont élu membre. Société physique de Londres et Société royale de Londres. Il a reçu la médaille Max Planck, le prix Fritz London. Auteur : Samin D.K.
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