Fizikai Szemle honlap

Fizikai Szemle 1968/8.225.o.

L. D. LANDAU 1908-1968

fotóIdén áprilisban, hatvan éves korában meghalt Lev Davidovics Landau, az elméleti fizika egyik utolsó nagy polihisztora. Tudományos pályafutá­sának kezdete egybeesik a modern kvantumel­mélet születésével. Utolsó éves egyetemista (18 évesen!), amikor Schödinger megírja alapvető munkáit a hullámmechanikáról, s egy év múlva, mint Joffe fiatal munkatársa a híres leningrádi Fizikai Technikai Intézetben, kutatásait ezen a vo­nalon kezdi el. Egyik első dolgozata, amely a fé­kezési sugárzás kvantummechanikai leírásával fog­lalkozik, már nagy jelentőségű eredményt tartal­maz. Landau felismeri, hogy kevert állapotban levő kvantummechanikai rendszerek leírására a hul­lámfüggvény nem alkalmas, s bevezeti a sűrűség­mátrixot, mint a hullámfüggvény általánosítá­sát.

1929-30-ban külföldön találjuk, másfél év alatt sorra látogatja az európai egyetemeket, amelyek akkor a kvantumelméleti kutatások központjai. Jár Koppenhágában, Göttingenben, vitatkozik Bohrral, Heisenberggel és Paulival.

Egyénisége feltűnést és érdeklődést kelt: a fia­tal Landau élénk szelleme minden új eredményt befogad, hogy rögtön kialakítsa a maga egyéni nézőpontját, új mélyebb értelmezését. Reakciói a tudományos eredményekre és nézetekre hevesek; számára a fizika, az igazság a fontos, s minden más eltörpül, s lélektelenné válik mellette.

A koppenhágai időszakban Landau alapvetően két témával foglalkozik. Az egyik a kvantum­elméleti fogalmak kiterjesztése a relativisztikus elméletre - (R. E. Peierlssel együtt) alapvető jellegű kérdéseket tisztáz; a másik a fémek kvan­tumelméletének kérdéseit vizsgálja, tehát az új kvantumelméletet alkalmazza azon a területen, amelyen az mindmáig legszembetűnőbb sikereit érte el. Landau megmutatja, hogy egy elfajult elektrongáz diamágneses tulajdonságokat mutat. Ez a jelenség (a Landau-féle diamágnesség) tiszta kvantumos effektus, a klasszikus elmélet kép­telen megmagyarázni. Ettől kezdve Landaut éve­kig foglalkoztatja a szilárd testek kvantumel­mélete. Harkovi éveiben (1932-37) egymás után írja munkatársaival együtt dolgozatait erről a té­máról.

Ezek az évek azonban más szempontból is je­lentősek. Landau Harkovban kezd el először taní­tani. Kidolgozza azt a programot, amely azóta a Landau-féle „elméleti minimum" néven vált híressé. Programja azon a felismerésen alapul ­hogy az elméleti fizika egységes diszciplína, ame­lyet ennek megfelelően kell az egyetemen tanítani, Ebben a szellemben kezdi megírni először Rumer­rel, majd később E. M. Lifsiccel együtt a világ legkevésbé tradicionális, s mindmáig leghíresebb elméleti tankönyvsorozatát. Ez a sorozat, a „Lan­dau Lifsic", azóta nemcsak minden tankönyv (és minden elméleti fizikus) mércéjévé vált, mert olyan mennyiségű ismeretet tartalmaz, hogy annak alapján a fiatal fizikus-hallgató bekapcsolódhatik valamilyen speciális téma tanulmányozásába, ha­nem egyszersmind talán legjobban tükrözi Lan­dau egyedülállóan átfogó tudását.

Landau nem szilárdtestfizikával, vagy magfizi­kával vagy az elemi részek fizikájával foglalko­zott, hanem elméleti fizikával.

Zseniálisan el tudott egy problémát különíteni, megtisztítani minden lényegtelen komplikációtól, s aztán bámulatraméltó intuícióval megtalálni azt a módszert, amellyel a problémát legegy­szerűbben lehetett tárgyalni. Landau egész mun­kásságának ismertetése helyett hadd idézzünk csak két példát erre.

A Kapica által felfedezett szuperfolyékonyság azonnal felkeltette Landau érdeklődését. A prob­léma túlságosan bonyolult volt ahhoz, hogy szi­gorúan mikroszkopikus tárgyalására lehetett volna gondolni. Landau azonban felismerte a leglénye­gesebb problémát: ahhoz, hogy egy folyadék szuperfolyékony legyen, elemi gerjesztéseinek spekt­ruma bizonyos különleges tulajdonságokat kell, hogy mutasson. Landau megadta annak a felté­telét, hogy szuperfolyékonyság lépjen fel, s ennek alapján kidolgozott egy fenomenologikus (hidro­dinamikai) elméletet, amelynek alapján egy sor új jelenség (pl. a második hang) felléptét helyesen előre lehetett látni.

A másik példát már az elemirész-fizika köré­ből vesszük. Az ötvenes évek elejének egyik szen­zációs felfedezése a sokszoros mezonemisszió volt: nagyenergiájú elemi részek kölcsönhatásakor egy aktusban öt-tíz-húsz pion is emittálódhatik. Akvan­tált terek elméletével elvben tárgyalni lehetne ezt a jelenséget, de a technikai nehézségek legyőz­hetetlennek látszottak. Fermi, a tőle megszokott könnyedséggel drasztikus egyszerűsítő feltevést ve­zetett be: tegyük fel, hogy az átmeneti mátrixe­lem konstans, s az emisszió relatív valószínűsé­gét a fázistér határozza meg. A feltevés sikeres­nek bizonyult: a Fermi-féle statisztikus elmélet tűrhetően megadta a sokszoros mezonemisszió átlagos tulajdonságait, de adós maradt sok fontos részlet (pl. az emittált részek szögelosztásának) magyarázatával. Ismét Landau lépett színre. A mikroszkopikus leírás legfőbb akadálya - érvelt Landau - hogy nem lehet az emittált mezonok egymással való kölcsönhatását kielégítően figye­lembe venni. Van azonban olyan fenomenologikus elmélet, amely egymással kölcsönható sokrészecs­ke-rendszert jól ír le - s a leírás eléggé független a részecskék közti kölcsönhatás részleteitől: ez a hidrodinamika. Landau tehát úgy kezelte az emittált mezonokat, mint egy folyadékot, s feno­menologikus elmélete mindmáig az igen nagy energiájú kölcsönhatások egyik legsikeresebb leírá­sát szolgáltatja.

Tanítványai a Szovjetunióban és a világ minden részén az elméleti fizikai kutatás élvonalában ha­ladnak. Könyveiből egyetemi hallgatók és fizi­kusok ezrei tanulnak: Landau neve összeforrt a modern fizikával, s munkája - egy ember munkája - egy egész iskolát új, különleges gon­dolkodásmódot jelent már.

Halálával a kvantumelmélet első, nagy nemzedé­kének egyik legkimagaslóbb alakja távozott kö­zülünk, akinek vonzó egyéniségét, átfogó tudását, éleslátását évtizedekig fogják a világ fizikusai nélkülözni.

Domokos Gábor

L. D. Landau 1908-ban született Bakuban; apja mér­nök, anyja orvosnő. 14 éves korában beiratkozik a bakui egyetemre; tanulmányait később Leningrádban foly­tatja, és ott is fejezi be, 18 éves korában. 1929-től másfél évig külföldön (Koppenhága, Göttingen, Zürich, stb.) dolgozik, majd 1932-37-ig a harkovi Fizikai-Technikai Intézet elméleti osztályának vezetője. 1937-től haláláig a moszkvai Fizikai Problémák Intézetében dolgozik. A Szovjetunió Tudományos Akadémiájának és több kül­földi akadémia tagja. Munkássága elismeréséül többször nyerte el a Szovjetunió Állami Díját és a Lenin-díjat. 1962-ben a kondenzált fázis terén végzett kutatásaiért; a fizikai Nobel-díjat Landaunak ítélik. 1961-ben súlyos autóbaleset éri, amelyből sosem épül fel teljesen, s amely közvetve halálát is okozza. Landau munkatársaival együtt mintegy száz tudományos cikk és könyv szerzője.