Lev Landau

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 muchos áreas de la física teórica.

Sus logros incluyen el descubrimiento conjunto independiente del método de la matriz de densidad en la 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, el Ginzburg– La teoría de la superconductividad de Landau, la teoría de los líquidos de Fermi, la explicación del amortiguamiento de Landau en la física del plasma, el polo de Landau en la electrodinámica cuántica, la teoría de los neutrinos de dos componentes y las ecuaciones de Landau para S singularidades de la matriz. Recibió el Premio Nobel de Física de 1962 por su desarrollo de una teoría matemática de la superfluidez que explica las propiedades del helio líquido II a una temperatura inferior a 2,17 K (−270,98 °C).

Vida

Primeros años

Familia Landau en 1910

Young Landau en 1914

Landau nació el 22 de enero de 1908 de padres judíos en Bakú, el Imperio Ruso, en lo que ahora es Azerbaiyán. El padre de Landau, David Lvovich Landau, era ingeniero en la industria petrolera local, y su madre, Lyubov Veniaminovna Garkavi-Landau, era médica. Ambos llegaron a Bakú desde Mogilev y ambos se graduaron en el gimnasio de Mogilev. Aprendió cálculo diferencial a los 12 años y cálculo integral a los 13. Landau se graduó en 1920 a los 13 años del 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: el Departamento de Física y Matemáticas y el Departamento de Química. Posteriormente, dejó de estudiar química, pero siguió interesado en el campo durante toda su vida.

Leningrado y Europa

En 1924, se trasladó al principal centro de la física soviética en ese momento: el Departamento de Física de la Universidad Estatal de Leningrado, donde se dedicó al estudio de la física teórica, graduándose en 1927. Landau posteriormente 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. Landau tuvo su primera oportunidad de viajar al extranjero durante el período 1929-1931, en un gobierno soviético, el Comisariado del Pueblo para la Educación. beca de viaje complementada con una beca de la Fundación Rockefeller. En ese momento hablaba alemán y francés con fluidez y podía comunicarse en inglés. Más tarde mejoró su inglés y aprendió danés.

Después de breves estancias en Göttingen y Leipzig, se trasladó a Copenhague el 8 de abril de 1930 para trabajar en el Instituto de Física Teórica de Niels Bohr. Allí permaneció hasta el 3 de mayo del mismo año. Después de la visita, Landau siempre se consideró un alumno de Niels Bohr y el enfoque de la física de Landau estuvo muy influenciado por Bohr. Tras su estancia en Copenhague, visitó Cambridge (mediados de 1930), donde trabajó con Paul Dirac, Copenhague (septiembre a noviembre de 1930) y Zúrich (diciembre de 1930 a enero de 1931), donde trabajó con Wolfgang Pauli. Desde Zúrich, Landau volvió a Copenhague por tercera vez y permaneció allí desde el 25 de febrero hasta el 19 de marzo de 1931 antes de regresar a Leningrado el mismo año.

Centro Científico Nacional Kharkiv Instituto de Física y Tecnología, Kharkiv

Entre 1932 y 1937, Landau dirigió el Departamento de Física Teórica en el Instituto de Física y Tecnología del Centro Científico Nacional Kharkiv, y dio conferencias en la Universidad de Kharkiv y el Instituto Politécnico de Kharkiv. Además de sus logros teóricos, Landau fue el principal fundador de una gran tradición de física teórica en Kharkiv, Ucrania, a la que a veces se hace referencia como la 'escuela Landau'. En Kharkiv, él y su amigo y exalumno, Evgeny Lifshitz, comenzaron a escribir el Curso de física teórica, diez volúmenes que en conjunto abarcan la totalidad de la materia y todavía se usan ampliamente como textos de física a nivel de posgrado.. Durante la Gran Purga, Landau fue investigado dentro del asunto UPTI en Kharkiv, pero logró irse a Moscú para asumir un nuevo cargo.

Landau desarrolló un famoso examen completo llamado "Mínimo teórico" que se esperaba que los estudiantes aprobaran antes de la admisión a la escuela. El examen cubrió todos los aspectos de la física teórica, y entre 1934 y 1961 solo aprobaron 43 candidatos, pero los que lo hicieron luego se convirtieron en físicos teóricos bastante notables.

En 1932, Landau calculó el límite de Chandrashekhar; sin embargo, no lo aplicó a las estrellas enanas blancas.

Instituto de Problemas Físicos, Moscú

En el Instituto Kharkiv, 1934

Foto en prisión, 1938-9

Desde 1937 hasta 1962, Landau fue el jefe de la División Teórica del Instituto de Problemas Físicos.

El 27 de abril de 1938, Landau fue arrestado por un panfleto que comparaba el estalinismo con el nazismo alemán y el fascismo italiano. Estuvo recluido en la prisión de 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, escribiera una carta a Joseph Stalin en la que personalmente respondió por el comportamiento de Landau y amenazó con abandonar el instituto si Landau no era liberado. Después de su lanzamiento, Landau descubrió cómo explicar la superfluidez de Kapitsa usando ondas de sonido, o fonones, y una nueva excitación llamada roton.

Landau dirigió un equipo de matemáticos que apoyaban el desarrollo de bombas atómicas y de hidrógeno soviéticas. Calculó la dinámica de la primera bomba termonuclear soviética, incluida la predicción del rendimiento. Por este trabajo, Landau recibió el Premio Stalin en 1949 y 1953, y recibió el título de "Héroe del Trabajo Socialista" en 1954.

Los alumnos 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 descubrimiento conjunto independiente del método de la matriz de densidad en la 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 la superconductividad de Ginzburg-Landau, la teoría de los líquidos de Fermi, la explicación del amortiguamiento de Landau en la física del plasma, el polo de Landau en la electrodinámica cuántica, la teoría de los neutrinos de dos componentes, 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 de 1962 por su desarrollo de una teoría matemática de la superfluidez que explica las propiedades del helio líquido II a una temperatura inferior a 2,17 K (−270,98 °C)."

Vida personal y puntos de vista

En 1937, Landau se casó con Kora T. Drobanzeva de Kharkiv. Su hijo Igor (1946–2011) se convirtió en físico teórico. Lev Landau creía en el "amor libre" en lugar de la monogamia y animó a su esposa y a sus alumnos a practicar el "amor libre". Sin embargo, su esposa no estaba entusiasmada.

Landau era ateo. En 1957, un extenso informe de la KGB al Comité Central del PCUS registró las opiniones de Landau sobre el levantamiento húngaro de 1956, Vladimir Lenin y lo que denominó "fascismo rojo".

Últimos años

El 7 de enero de 1962, el automóvil de Landau chocó con un camión que se aproximaba. Resultó gravemente herido y pasó dos meses en coma. Aunque Landau se recuperó de muchas maneras, su creatividad científica fue destruida y nunca volvió por completo al trabajo científico. Sus heridas le impidieron aceptar personalmente el Premio Nobel de Física de 1962.

A lo largo de su vida, Landau fue conocido por su agudo sentido del humor, como lo ilustra el siguiente diálogo con un psicólogo, Alexander Luria, quien trató de realizar una prueba de posible daño cerebral mientras Landau se recuperaba del accidente automovilístico:

Luria: "Por favor, dibuja un círculo"

Landau dibuja una cruz

Luria: "Hm, ahora dame una cruz"

Landau dibuja un círculo

Luria: "Landau, ¿por qué no haces lo que te pido?"

Landau: "Si lo hiciera, podrías venir a pensar que me he vuelto mentalmente retrasado".

En 1965, antiguos alumnos y compañeros de trabajo de Landau fundaron el Instituto Landau de Física Teórica, ubicado en la ciudad de Chernogolovka, cerca de Moscú, y dirigido durante las siguientes tres décadas por Isaak Markovich Khalatnikov.

En junio de 1965, Lev Landau y Yevsei 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.

Muerte

Landau murió el 1 de abril de 1968, a los 60 años, por complicaciones de las heridas sufridas en el accidente automovilístico en el que estuvo involucrado seis años antes. Fue enterrado en el cementerio Novodevichy.

Campos de contribución

Pedagogía

Legado

Una moneda de plata rusa conmemorativa dedicada al 100 aniversario del nacimiento de Landau

Landau en 1962 en un sello Ucraniano 2010

Dos objetos celestes se nombran en su honor:

• el planeta menor 2142 Landau.
• el cráter lunar Landau.

El premio más alto en física teórica otorgado por la Academia Rusa de Ciencias lleva su nombre en su honor:

• Landau Gold Medal

El 22 de enero de 2019, Google celebró lo que habría sido el 111.º cumpleaños de Landau con un doodle de Google.

El premio Landau-Spitzer (Sociedad Física Estadounidense), que reconoce las contribuciones sobresalientes a la física del plasma y la colaboración entre Europa y los Estados Unidos, se nombra en parte en su honor.

Ranking de físicos de Landau

Landau mantuvo una lista de nombres de físicos que clasificó en una escala logarítmica de productividad que va del 0 al 5. La clasificación más alta, 0, se le asignó a Isaac Newton. Albert Einstein ocupó el puesto 0,5. Se otorgó el rango 1 a los padres fundadores de la mecánica cuántica, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Satyendra Nath Bose, Paul Dirac y Erwin Schrödinger, entre otros, mientras que los miembros del rango 5 fueron considerados "patólogos". Landau se clasificó a sí mismo como 2.5 pero luego ascendió a 2. David Mermin, escribiendo sobre Landau, se refirió a la escala y se clasificó a sí mismo en la cuarta división, en el artículo "My Life with Landau: Homage of a 4.5 to un 2".

En la cultura popular

• La televisión rusa Mi esposo – el genio (traducción del título ruso Мой муж – гений) publicado en 2008 cuenta la biografía de Landau (jugado por Daniil Spivakovsky), principalmente centrado en su vida privada. Por lo general, fue alimentado por críticos. Las personas que habían conocido personalmente a Landau, incluido el famoso científico ruso Vitaly Ginzburg, dijeron que la película no era sólo terrible sino también falsa en hechos históricos.
• Otra película sobre Landau, Dau, está dirigido por Ilya Khrzhanovsky con el actor no profesional Teodor Currentzis (un director de orquesta) como Landau. Dau era un apodo común de Lev Landau.

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 tributos a Wolfgang Pauli. Una lista completa de los trabajos de Landau apareció en 1998 en la revista rusa Physics-Uspekhi. Landau se permitiría ser incluido como coautor de un artículo de revista con dos condiciones: 1) planteó la idea del trabajo, en parte o en su totalidad, y 2) realizó al menos algunos cálculos presentados en el artículo. En consecuencia, eliminó su nombre de numerosas publicaciones de sus alumnos donde su contribución fue menos significativa.

Curso de Física Teórica

• L. D. Landau, E. M. Lifshitz (1976). MecánicaVol. 1 (3rd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2896-9.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz (1975). La Teoría Clásica de los CamposVol. 2 (4a edición). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2768-9.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz (1977). Mecánica Cuántica: Non-Relativistic TeoríaVol. 3 (3rd ed.). Pergamon Press. ISBN 978-0-08-020940-1. — 2a edición (1965) en archive.org
• V. B. Berestetskii; E. M. Lifshitz; L. P. Pitaevskii (1982). Electrodinámica CuánticaVol. 4 (2a edición). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3371-0.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz (1980). Física estadística, Parte 1Vol. 5 (3rd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3372-7.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz (1987). Mecánica FluidaVol. 6 (2a edición). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-033933-7.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz (1986). Teoría de ElasticidadVol. 7 (3rd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2633-0.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz; L. P. Pitaevskii (1984). Electrodinámica de Medios ContinuosVol. 8 (2a edición). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2634-7.
• L. P. Pitaevskii; E. M. Lifshitz (1980). Física estadística, Parte 2Vol. 9 (1a edición). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2636-1.
• L. P. Pitaevskii; E. M. Lifshitz (1981). Física KinéticaVol. 10 (1a edición). Pergamon Press. ISBN 978-0-7506-2635-4.

Landau y Lifshitz sugirieron en el tercer volumen del Curso de física teórica que la tabla periódica estándar de entonces tenía un error y que el lutecio debería considerarse como un bloque d en lugar de un elemento de bloque f. Su sugerencia fue completamente reivindicada por hallazgos posteriores, y en 1988 fue respaldada por un informe de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).

Otro

• L. D. Landau; A. S. Kompaneets (1965) [1935]. "Apéndice A". La conductividad eléctrica de los metales. ONTI, Kharkiv. pp. 803–832. doi:10.1016/B978-0-08-010586-4.50106-1. ISBN 9780080105864.
• L. D. Landau; Ya. Smorodinsky (2011) [1958]. Conferencias sobre Teoría Nuclear. Dover Publications. ISBN 978-0486675138.
• L. D. Landau; G. B. Rumer (2003) [1960]. ¿Qué es la Relatividad?. Dover Publications. ISBN 978-0-48-616348-2.
• L. D. Landau; A. I. Akhiezer; E. M. Lifshitz (1967). Física General, Mecánica y Física Molecular. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-009106-8.
• L. D. Landau; A. I. Kitaigorodsky (1978). Física para todos. Mir Publishers Moscú. en 4 volúmenes: volumen 1 Cuerpos físicos ISBN 978-0-82-851716-4; volume 2 Molecules ISBN 978-0-82-851725-6; volume 3 Electrones y volumen 4 Fotones y núcleos; vols. 3 " 4 by Kitaigorodsky alone