четверг, 15 июля 2021 г.

ЛАНДАУ И ФРАНК

 Л.Д. Ландау выделяет одна характерная черта — виртуозное применение математического аппарата для решения сложных задач.

Ландау внес большой вклад в квантовую теорию и в исследования природы и взаимодействия элементарных частиц. Про него говорили, что в «огромном здании физики XX века для него не было запертых дверей».

Нация Нобелевских лауреатов

(Евреи, выходцы из СССР и РФ — Л.Д. Ландау, И.М. Франк)

Эдуард Гетманский

Продолжение. Начало

Эдуард ГетманскийЛандау Лев Давидович (1908-1968) — физик-теоретик, основатель научной школы. Лауреат Нобелевской премии по физике 1962 года. Родился 22 января 1908 года в Баку в еврейской семье, у инженера-нефтяника Давида Львовича Ландау и его жены, врача Любови Вениаминовны Гаркави-Ландау. С 1916 года Л.Д. Ландау учился в бакинской еврейской гимназии. «Вундеркиндом не был, — вспоминал о школьных годах ученый. — Учась в школе, по сочинениям не получал отметок выше троек. Интересовался математикой. Все физики-теоретики приходят в науку от математики, и я не стал исключением. В двенадцать лет умел дифференцировать, а в тринадцать — интегрировать». Среднюю школу Лев окончил, когда ему было всего тринадцать лет. Родители сочли, что он слишком молод для высшего учебного заведения, и послали его на год в Бакинский экономический техникум. В 14 лет он поступил в Бакинский университет, одновременно на два факультета: физико-математический и химический. Вскоре он оставил химию, избрав своей специальностью физику. В 1924 году за особые успехи был переведён в Ленинградский университет. В 1926 году опубликована первая научная работа Ландау по теоретической физике — «К теории спектров двухатомных молекул». В том же году он принимает участие в работе V съезда русских физиков в Москве. Окончив в 1927 году физическое отделение физико-математического факультета Ленинградского университета, Ландау стал аспирантом, а в дальнейшем сотрудником Ленинградского физико-технического института (директором которого был А.Ф. Иоффе), где он работал над магнитной теорией электрона и квантовой электродинамикой.

Он с жадностью набрасывается на физическую литературу, читает еще «горячие» работы по квантовой механике, переживающей в ту пору бурное свое рождение, все статьи, только-только выходящие из-под пера их авторов — создателей физики микромира. Почти сразу же в 1927 году 19-летний Ландау в работе «Проблема торможения излучением» для описания состояния систем впервые вводит в квантовую механику новое важнейшее понятие — матрицу плотности. Это понятие стало основным в квантовой статистике. С 1929 года по 1931 год Ландау находился в научной командировке по направлению Наркомпроса для продолжения образования в Германии, Дании, Англии и Швейцарии.

В Берлинском университете он встретился с А. Эйнштейном, в Гёттингене посещал семинары Макса Борна, затем в Лейпциге встретился с Вейнером Гейзенбергом. В Копенгагене работал с Нильсом Бором. Институт Бора был подлинным мировым центром теоретической физики, «физической Меккой», куда съезжались теоретики со всех континентов. Там постоянно шла очень напряженная коллективная работа. С тех лет навсегда, до конца жизни, сохранилась его дружба с Бором и любовь к Бору. И каждая их встреча станет праздником для Ландау, которого с тех пор считал своим единственным учителем. В Кембридже Ландау познакомился с П.Л. Капицей, который с 1921 года работал в Кавендишской лаборатории. Командировка субсидировалась Наркомпросом только шесть месяцев, дальнейшее пребывание было продолжено на стипендию от Рокфеллеровского фонда, полученную по рекомендации Бора. Работая в Копенгагене у Нильса Бора, Ландау общался с молодыми, как он сам, физиками — Вернером Гейзенбергом, Вольфгангом Паули, Рудольфом Пайерлсом, Феликсом Блохом, Юджином Вигнером, Полем Дираком. В это время Лев Ландау выполнил классическую работу по диамагнетизму электронного газа (диамагнетизм Ландау).

Находясь за границей, Ландау провел важные исследования магнитных свойств свободных электронов и совместно с Пайерлсом — по релятивистской квантовой механике. Эти работы выдвинули его в число ведущих физиков-теоретиков. Он научился обращаться со сложными теоретическими системами, и это умение пригодилось ему впоследствии, когда он приступил к исследованиям по физике низких температур. Весной 1931 года после командировки Ландау вернулся в Ленинградский физтех, но не остался там работать из-за разногласий с А.Ф. Иоффе. В 1932-1937 годах Ландау возглавлял теоретический отдел Украинского физико-технического института (УФТИ) в Харькове и одновременно заведовал кафедрой теоретической физики Харьковского механико-машиностроительного института (ныне Политехнический институт). В 1934 году Ландау принял участие в работе конференция по теоретической физике в Харькове. Всесоюзная аттестационная комиссия присваивает Л.Д. Ландау степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации. В том же году ему присвоено звание профессор. В мае 1934 года Ландау едет на семинар к своему учителю Нильсу Бору в Копенгаген. В том же году Ландау создаёт так называемый теоретический минимум для выявления и обучения особо одаренных молодых физиков. Сдача теорминимума Ландау была сродни испытаниям альпинистов при восхождении на «восьмитысячник». Евгений Лившиц рассказывал, что начиная с 1934 года Ландау сам стал вести поименный список выдержавших это испытание. К январю 1962 года этот гроссмейстерский список включал лишь сорок три имени. Но зато десять из этих имен уже принадлежали академикам и двадцать шесть — докторам наук!

В 1936–1937 годах Ландау создает теорию фазовых переходов второго рода и теорию промежуточного состояния сверхпроводников. В 1937 году Ландау принял приглашение Петра Капицы занять должность заведующего теоретическим отделом только что созданного Института физических проблем (ИФП) и переехал в Москву. После отъезда Ландау начинается разгром УФТИ органами областного НКВД, арестовываются иностранные специалисты А. Вайсберг, Ф. Хоутерманс, в августе-сентябре 1937 года арестованы и в ноябре расстреляны физики Л.В. Розенкевич, Л.В. Шубников, В.С. Горский. В апреле 1938 года Ландау в Москве редактирует написанную физиком М.А. Корецем листовку, призывающую в «Антифашистскую Рабочую Партию» для свержения сталинского режима, в которой Сталин называется фашистским диктатором, в «своей бешеной ненависти к настоящему социализму» сравнявшимся с Гитлером и Муссолини. Текст листовки был передан антисталинской группе студентов ИФЛИ для распространения по почте перед первомайскими праздниками. Это намерение было раскрыто органами госбезопасности СССР. Л.Д. Ландау, М.А. Кореца и Ю.Б. Румера утром 28 апреля арестовали за антисоветскую агитацию. 3 мая 1938 года Ландау был исключен из списка сотрудников ИФП. В тюрьме Ландау провёл год и был выпущен благодаря письму в его защиту от Нильса Бора и вмешательству Капицы, взявшего Ландау «на поруки».

26 апреля 1939 года П.Л. Капица писал Л.П. Берии: «Прошу освободить из-под стражи арестованного профессора физики Льва Давидовича Ландау под мое личное поручительство. Ручаюсь перед НКВД в том, что Ландау не будет вести какой-либо контрреволюционной деятельности в моем институте, и я приму все зависящие от меня меры к тому, чтобы он и вне института никакой контрреволюционной работы не вёл. В случае, если я замечу со стороны Ландау какие-либо высказывания, направленные во вред Советской власти, то немедленно сообщу об этом органам НКВД». Два дня спустя, 28 апреля 1939 года было подписано Постановление НКВД СССР о прекращении дела в отношении Ландау с передачей его на поруки. Ландау был восстановлен в списке сотрудников ИФП. После освобождения и до смерти Ландау оставался сотрудником Института физических проблем. Реабилитирован Ландау был только спустя 22 года после смерти. 23 июля 1990 года уголовное дело в отношении него было прекращено за отсутствием состава преступления. В 1940-1941 годах Ландау создаёт теорию сверхтекучести жидкого гелия, а в 1941 году создаёт теорию квантовой жидкости. Летом 1941 года институт эвакуировался в Казань. Там, как и остальные сотрудники, Ландау отдавал силы, прежде всего, оборонным заданиям.

Л.Д. Ландау строил теории и производил расчеты процессов, определяющих боеспособность вооружения. В 1945 году, когда война закончилась, в «Докладах Академии наук» появились три статьи Ландау, посвященные детонации взрывчатых веществ В 1943-1947 годах Ландау профессор кафедры физики низких температур физического факультета МГУ. П.Л. Капица и В.А. Фок составляют характеристику Ландау для предоставления её в Отделение физико-математических наук АН СССР. Ландау избирают в академики 30 ноября 1946 года, минуя ступень члена-корреспондента. 1946 год отмечен созданием теории колебаний электронной плазмы («затухание Ландау»). В 1945-1953 годах Ландау участвовал в советском атомном проекте. 1948 году вышел в свет «Курс лекций по общей физике» (Издательство МГУ). За работу в атомном проекте Ландау удостоен Сталинских премий (1946, 1949, 1953), награждён орденом Ленина (1949), присвоено звание Героя Социалистического Труда (1954). 1950 год отмечен построением теории сверхпроводимости (совместно с В.Л. Гинзбургом). В 1951 году Л.Д. Ландау избран членом Датской королевской академии наук. В 1954 году Л.Д. Ландау, А.А. Абрикосов, И.М. Халатников опубликовали фундаментальный труд «Основы электродинамики». В 1955 году Ландау вместе с Я.А. Смородинским издают «Лекции по теории атомного ядра».

В 1955-1968 годах Ландау — профессор кафедры квантовой теории и электродинамики физического факультета МГУ. Читал курсы лекций: «Механика», «Теория поля», «Статистическая физика». В 1955 году подписал «Письмо трёхсот», которое содержало оценку состояния биологии в СССР к середине 1950-х годов и критику Лысенко. В 1956 году Ландау избран членом Королевской академии наук Нидерландов. Лев Давидович Ландау создает теорию Ферми-жидкости (1957) и предлагает принцип комбинирования четности (1959). В 1960 году Л.Д. Ландау избран членом Британского физического общества, членом Лондонского Королевского общества (Академии наук Великобритании), членом Национальной академии наук США, Американской академии наук и искусств. Л.Д. Ландау присуждена премия Фрица Лондона. Он награжден медалью имени Макса Планка (ФРГ). Академик Ландау считается легендарной фигурой в истории советской и мировой науки. Квантовая механика, физика твёрдого тела, магнетизм, физика низких температур, сверхпроводимость и сверхтекучесть, физика космических лучей, астрофизика, гидродинамика, квантовая электродинамика, квантовая теория поля, физика атомного ядра и физика элементарных частиц, теория химических реакций, физика плазмы — вот далеко не полный перечень областей, фундаментальный вклад в которые внёс Л.Д. Ландау.

Л.Д. Ландау выделяет одна характерная черта — виртуозное применение математического аппарата для решения сложных задач. Ландау внес большой вклад в квантовую теорию и в исследования природы и взаимодействия элементарных частиц. Про него говорили, что в «огромном здании физики XX века для него не было запертых дверей». Ландау презирал тех, кто задался целью непременно перевернуть науку и возвеличиться в ней, равно как и всяких карьеристов и конъюнктурщиков от науки. Дау был удивительно чистый человек, рассказывает доктор физико-математических наук О.Н. Трапезникова. Поэтому многое в его поведении нельзя мерить обычными мерками. Он боролся с «зубрами», ненавидел «гнусов». В то же время, вспоминает Трапезникова, на вопрос, какое качество он больше всего ценит в людях, Ландау, не колеблясь, ответил: «Доброту». Способность Ландау охватить все разделы физики и глубоко проникнуть в них ярко проявилась и в созданном им в сотрудничестве с Е.М. Лифшицем уникальном курсе теоретической физики, последние тома которого были завершены по плану Ландау уже его учениками. В 1962 году Лев Ландау был выдвинут на присуждение Нобелевской премии по физике Вернером Гейзенбергом, который выдвигал Ландау на соискание Нобелевской премии ещё в 1959 году и в 1960 году, за работы Ландау по сверхтекучести гелия, квантовой теории диамагнетизма и его труды по квантовой теории поля.

7 января 1962 года, по дороге из Москвы в Дубну на Дмитровском шоссе, Ландау попал в автокатастрофу. В результате многочисленных переломов, кровоизлияния и травмы головы он находился в течение 59 суток в коме. Физики всего мира принимали участие в спасении жизни Ландау. Было организовано круглосуточное дежурство в больнице. Недостающие медикаменты доставлялись самолётами из стран Европы и США. В результате этих мер жизнь Ландау удалось спасти, несмотря на очень серьёзные ранения. В апреле 1962 года Л.Д. Ландау удостоен Ленинской премии за цикл книг по теоретической физике. В ноябре 1962 года Ландау была присуждена Нобелевская премия «за пионерские исследования в теории конденсированного состояния, в особенности жидкого гелия». По состоянию здоровья Ландау не мог отправиться в Стокгольм для получения Нобелевской премии. Премия была вручена ему в Москве послом Швеции в Советском Союзе. Ландау прожил еще шесть лет, но слишком много было тяжелейших травм и повреждений. Жестокие боли долго и почти постоянно мучили Ландау. И к занятиям наукой он вернуться не смог. Ландау сказал перед смертью: «Я неплохо прожил жизнь. Мне всегда все удавалось». Лев Давидович умер 1 апреля 1968 года, через несколько дней после операции по устранению непроходимости кишечника. Смерть наступила в результате закупорки артерии оторвавшимся тромбом. Академика Льва Давидовича Ландау похоронили на Новодевичьем кладбище в Москве.

Франк Илья Михайлович (1908-1990) — российский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1958 года. Родился 10 (23) октября 1908 года в Санкт-Петербурге в семье математика М.Л. Франка и детского фтизиатра Е.М. Франк (урожд. Грациановой). Отец будущего физика происходил из известного московского еврейского семейства — его дед, Моисей Миронович Россиянский, в 1860-х годах стал одним из основателей еврейской общины Москвы. Мальчик в детстве много болел и не очень регулярно учился в школе. Увлекался биологией и охотно самостоятельно занимался математикой, чему способствовали помощь отца и книги. В начале 1920-х годов вместе с семьей Илья переехал в Крым, учился в школе в Ялте, преобразованной в Ялтинский промышленно-экономический техникум. В 1925 году переехал в Симферополь, где его отец был профессором Таврического университета (ныне — Таврический национальный университет имени В.И. Вернадского). Не поступая в университет, Илья слушал лекции, работал в физической лаборатории, занимался в математическом кружке. В 1926 году поступил на физико-математический факультет МГУ, который окончил в 1930 году по двум специальностям — физика (кафедра теоретической физики Л.И. Мандельштама) и математика. Со второго курса Франк работал в лаборатории С.И. Вавилова, под чьим руководством проводил эксперименты с люминесценцией и ее затуханием в растворе.

В 1931 году И.М. Франк совместно с С.И. Вавиловым опубликовал работу по люминесценции. После окончания в 1930 году физико-математического факультета Московского государственного университета, Франк работал в Ленинграде в Государственном оптическом институте, где занимался исследованием фотохимических процессов в лаборатории физикохимика А.В. Теренина. Здесь Франк выполнял оригинальные исследования по физической оптике и фотохимическим реакциям, за которые ему в 1934 году присвоили степень доктора физико-математических наук. Исследования И.М. Франка обратили на себя внимание элегантностью методики, оригинальностью и всесторонним анализом экспериментальных данных. По приглашению Вавилова в 1934 году Франк приступил к работе в Физическом институте АН СССР (ныне — Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН) в Москве. Здесь он работал по 1970 год в должности старшего научного сотрудника, заведующего отделом, заведующего лабораторией атомного ядра. С самого начала, еще в 1934 году, он заинтересовался работой П.А. Черенкова по свечению чистых жидкостей под действием гамма-лучей, в дальнейшем получившей название «эффект Черенкова». Вместе с С.И. Вавиловым Франк принимал участие в обсуждении хода этих исследований. Он внес определенный вклад в понимание результатов, особенно в вопрос о направленности излучения. Совместно с И.Е. Таммом И.М. Франк в 1937 году объяснил это новое явление как излучение электрона при движении в среде со сверхсветовой скоростью и развил эту теорию. Это открытие привело к созданию нового метода измерения скорости высокоэнергетических ядерных частиц. Этот метод имеет огромное значение в современной экспериментальной ядерной физике.

Академик С.И. Вавилов так характеризовал своего ученика 2 июля 1938 года: «Используя свои глубокие знания в области физической оптики, И.М. Франк принял участие в работах Стратосферной комиссии АН СССР по наблюдению свечения ночного неба, совместно с Н.А. Добротиным и П.А. Черенковым. Эта работа привела к открытию нового эффекта резкой вариации интенсивности ночного свечения неба в течение ночи. Под руководством И.М. Франка впервые на Эльбрусе удалось произвести наблюдения космических лучей камерой Вильсона. В 1940 году Франк начал читать лекции на возглавляемой им кафедре ядерной физики Московского государственного университета. Эту работу прервала война. С ее началом вместе с Физическим институтом ученый был эвакуирован в Казань, где находился до 1943 года. Одним из наиболее важных вкладов Франка в область исследования «эффекта Черенкова» была теория переходного излучения, которую он сформулировал вместе с физиком В.Л. Гинзбургом в 1945 году. Этот вид излучения возникает из-за перестройки электрического поля равномерно движущейся частицы, когда она пересекает границу между двумя средами, обладающими разными оптическими свойствами. Хотя эта теория была позднее проверена экспериментально, некоторые из ее важных следствий не удавалось обнаружить лабораторным путем еще более десятка лет.

В 1946 году Франк вместе с Таммом, Черенковым и Вавиловым был награжден Сталинской премией СССР первой степени за открытие и исследование излучения электронов при движении их в веществе со сверхсветовой скоростью. В 1946 году Франк был избран членом-корреспондентом АН СССР. С.И. Вавилов настаивал, чтобы Франк переключился на атомную физику. Вместе со своим коллегой Л.В. Грошевым Франк провел тщательное сравнение теории и экспериментальных данных, касающееся недавно открытого явления, которое состояло в возникновении электронно-позитронной пары при воздействии гамма-излучения на криптон. В середине 1940-х годов Франк выполнил теоретическую и экспериментальную работу по распространению и увеличению числа нейтронов в уран-графитовых системах и таким образом внес свой вклад в создание атомной бомбы. Он также обдумал экспериментально возникновение нейтронов при взаимодействиях легких атомных ядер, как и при взаимодействиях между высокоскоростными нейтронами и различными ядрами. Франк разработал импульсный метод изучения распространения нейтронов и открыл при этом эффект так называемого диффузионного охлаждения. Этот метод имеет огромное значение в современной экспериментальной ядерной физике. В конце войны и первые послевоенные годы Франк сосредоточился на исследованиях по физике реакторов, проводившихся в тесном контакте с И.В. Курчатовым. За работы по физике реакторов и работы по исследованию ядерных реакций легчайших ядер, также выполнявшихся по специальному заданию правительства, Франк был награждён орденами и Сталинской премией 1953 года. С исследований по физике реакторов началась специализация Франка в области нейтронной физики.

Одним из плодотворных направлений работ, развернутых ученым в ФИАНе, явились исследования по физике медленных нейтронов. В 1946 году Франк организовал лабораторию атомного ядра в Физическом институте АН СССР им. П.Н. Лебедева и стал ее руководителем. Будучи с 1940 года профессором Московского государственного университета, Франк с 1946 года по 1956 год возглавлял лабораторию радиоактивного излучения в Научно-исследовательском институте ядерной физики при МГУ. Год спустя под руководством Франка была создана лаборатория нейтронной физики в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. Здесь в 1960 году был запущен импульсный реактор на быстрых нейтронах для спектроскопических нейтронных исследований. В 1977 году вошел в строй новый и более мощный импульсный реактор. В 1958 году И.М. Франк, И.Е. Тамм и П.А. Черенков были награждены Нобелевской премией по физике «за открытие и истолкование эффекта Черенкова». В своей Нобелевской лекции Илья Михайлович Франк указывал, что эффект Черенкова «имеет многочисленные приложения в физике частиц высокой энергии». «Выяснилась также связь между этим явлением и другими проблемами, — добавил он, — как, например, связь с физикой плазмы, астрофизикой, проблемой генерирования радиоволн и проблемой ускорения частиц». В 1971 году Франк получил Государственную премию СССР за цикл работ «Исследовательский реактор ИБР и реактор ИБР с инжектором». В 1988 году ученый продолжал работы в области нейтронной физики и теоретические исследования по электродинамике. В частности, он подготовил к печати монографию, суммирующую ряд полученных ранее результатов. Франк получил многочисленные награды Советского правительства, включая Ленинскую премию, три ордена Ленина, два ордена Трудового Красного Знамени, орден Октябрьской Революции, орден «Знак Почёта», а также золотую медаль Вавилова Академии наук СССР. Он был избран академиком АН СССР в 1968 году. Коллеги считали, что Франк обладал глубиной и ясностью мышления, способностью вскрывать существо дела самыми элементарными методами, а также особой интуицией в отношении самых труднопостигаемых вопросов эксперимента и теории. Его научные статьи чрезвычайно ценятся за ясность и логическую четкость. Скончался Илья Михайлович Франк 22 июня 1990 года, похоронен в Москве на Введенском кладбище. В память И.М. Франка 4 ноября 2019 года в городе Дубна открыт памятник на улице, носящей его имя.

Продолжение следует

Эдуард ГЕТМАНСКИЙ

 



Комментариев нет:

Отправить комментарий

Красильщиков Аркадий - сын Льва. Родился в Ленинграде. 18 декабря 1945 г. За годы трудовой деятельности перевел на стружку центнеры железа,километры кинопленки, тонну бумаги, иссушил море чернил, убил четыре компьютера и продолжает заниматься этой разрушительной деятельностью.
Плюсы: построил три дома (один в Израиле), родил двоих детей, посадил целую рощу, собрал 597 кг.грибов и увидел четырех внучек..