Генрих Бурмин - Штурм абсолютного нуля

Далее Ландау держит путь к берегам туманного Альбиона. В знаменитой Кавендишской лаборатории он встречается со своим соотечественником Петром Капицей, прибывшим сюда на несколько лет раньше. Тогда Ландау не мог знать, что этот человек в дальнейшем сыграет немаловажную роль в его научной судьбе.

По возвращении на континент Ландау спешит в Цюрих. Он предвкушает радость общения с Вольфгангом Паули, чьи работы сыграли огромную роль в познании строения атомов.

Заграничная научная поездка Ландау длилась полтора года. Все это время он работал так же интенсивно, как у себя на родине. В этот период Ландау построил свою знаменитую теорию электронного диамагнетизма металлов, получившую мировое признание и вошедшую в физику под его именем.

Вскоре после возвращения в Ленинград Ландау переехал в Харьков. Здесь в Украинском физико — техническом институте он в 1932 году возглавил теоретическую группу.

С 1937 года до конца своей жизни (он скончался 1 апреля 1968 года) Ландау работал в Москве в Институте физических проблем Академии наук СССР, В 1946 году Ландау избирают действитель — ным членом Академии наук СССР. Трижды ему присуждалась Государственная премия, а за цикл книг по теоретической физике он был удостоен Ленинской премии (совместно с Е. М. Лившицем).

Советский академик, Герой Социалистического Труда Ландау был избран членом Лондонского королевского общества, членом Датской и Нидерландской академий наук, Национальной академии наук США, Американской академии наук и искусств.

Трудно назвать область современной физики, в которую Ландау не внес бы существенный вклад. Физика твердого тела и теория космических лучей, квантовая теория поля и физика ядра, физика элементарных частиц… Он опубликовал свыше 120 научных работ.

Благодаря его работам возник ряд новых научных направлений. Подобно цепной реакции, они вызвали сотни и тысячи теоретических и экспериментальных исследований.

Одной из наиболее значительных работ Ландау является созданная им в 1941 году теория сверхтекучести гелия И.

Теория Ландау дала полную картину всех исследованных к тому времени свойств гелия II и подсказала ряд новых явлений.

Приступая к решению загадок «солнечного газа», Ландау начал с изучения кривой зависимости теплоемкости жидкого гелия от температуры, которую в течение трех десятилетий с удивлением созерцали многие исследователи разных стран.

Взглянем и мы с вами, читатель, на эту кривую. В окрестности перехода гелия I в гелий II она удивительно напоминает греческую букву лямбда.

Поэтому температуру перехода жидкого гелия из одного состояния в другое принято называть лямбда — точкой.

По обе стороны лямбда — точки. Скупые линии графика бесстрастно регистрируют поразительные изменения удельной теплоемкости жидкого гелия в лямбда — точке.

Вправо от этой точки гелий ведет себя как обычная классическая жидкость. Влево — он приобретает удивительное свойство, сверхтекучесть.

Переход вещества из одного состояния в другое — явление далеко не новое в природе.

Простейший пример — вода, которая предстает перед нами в трех обличиях: в твердом состоянии — лед, в жидком — собственно вода и, наконец, в виде пара.

В науке такие превращения получили название фазовых переходов.

Повседневно наблюдаемые переходы, при которых происходит кипение, плавление или затвердевание вещества, сопровождаются поглощением или выделением теплоты. Это и есть та цена, которой приходится расплачиваться за перевод вещества из одного состояния в другое. При этом объем тела изменяется скачкообразно.

Однако переход гелия I в гелий II происходит без скрытой теплоты.

Такие переходы были известны и ранее, например, при резком изменении магнитных свойств вещества при определенной температуре. В отличие от обычных переходов, связанных со скрытой теплотой, они получили название фазовых переходов второго рода.

Ландау был первым физиком, детально исследовавшим природу фазовых переходов и создавшим теорию этих переходов.

Он показал, что при фазовых переходах второго рода действительно не должна выделяться скрытая теплота, а объем тела будет изменяться непрерывно. При этом должны скачкообразно изменяться вторичные термодинамические параметры: теплоемкость, сжимаемость и другие.