Лауреаты Нобелевской премии по физике

Сам Эйнштейн относился к  недоверию коллег с юмором, известно его высказывание во Французском  философском обществе в Сорбонне, 6 апреля 1922 г: «Если теория относительности подтвердится, то немцы скажут, что я немец, а французы — что я гражданин мира; но если мою теорию опровергнут, французы объявят меня немцем, а немцы — евреем.»

В 1915 г. Эйнштейн создал математическую модель Общей теории относительности, рассматривающую искривление пространства и времени.

 Новая теория предсказала  два ранее неизвестных физических  эффекта, вполне подтверждённые  наблюдениями, а также точно и  полностью объяснила вековое  смещение перигелия Меркурия, долгое  время приводившее в недоумение  астрономов. После этого теория относительности стала практически общепризнанным фундаментом современной физики. Кроме того, общая теория относительности нашла практическое применение в системах глобального позиционирования GPS, где расчёты координат производятся с очень существенными релятивистскими поправками.

 

Тезис о дискретности электромагнитного  излучения, выдвинутый Эйнштейном в 1905 году позволил ему объяснить две загадки фотоэффекта: почему фототок возникал не при всякой частоте света, а только начиная с определённого порога, а энергия и скорость вылетающих электронов зависели не от интенсивности света, а только от его частоты. Теория фотоэффекта Эйнштейна с высокой точностью соответствовала опытным данным, что позднее подтвердили эксперименты Милликена (1916). Именно за эти научные открытия Эйнштейн и получил Нобелевскую премию.

 

 

 

Лев Дави́дович Ланда́у

Лев Дави́дович Ланда́у (9 (22) января 1908, Баку — 1 апреля 1968, Москва) — советский физик-теоретик, основатель научной школы, академик АН СССР (избран в 1946). Лауреат Нобелевской премии по физике 1962 года.

Лауреат медали имени Макса  Планка (1960), премии Фрица Лондона (1960), Ленинской (1962) и трёх Сталинских (Государственных) премий (1946, 1949, 1953), Герой Социалистического  Труда (1954).

Иностранный член Лондонского  королевского общества (1960), Национальной академии наук США (1960), Датской королевской  академии наук (1951), Королевской академии наук Нидерландов (1956), Американской академии искусств и наук (1960), Французского физического  общества и Лондонского физического  общества.

Ландау создал многочисленную школу физиков-теоретиков. К числу  его учеников принадлежат Е. М. Лифшиц, А. А. Абрикосов, Л. П. Горьков, И. Е. Дзялошинский, И. М. Лифшиц, И. Я. Померанчук, И. М. Халатников, А. Ф. Андреев, А. И. Ахиезер, В. Б. Берестецкий, С. С. Герштейн, Б. Л. Иоффе, Ю. М. Каган, В. Г. Левич, Л. А. Максимов, А. Б. Мигдал, Л. П. Питаевский, Л. М. Пятигорский, Р. З. Сагдеев, Я. А. Смородинский, К. А. Тер-Мартиросян, Ласло Тисса и др.

Именем Ландау назван Институт теоретической физики РАН.

Инициатор создания и автор (совместно с Е. М. Лифшицем) фундаментального классического Курса теоретической  физики, выдержавшего многократные издания  и изданного на 20 языках.

Ландау создал многочисленную выдающуюся школу физиков-теоретиков. Учениками Ландау по преимуществу считались физики, которые смогли сдать Льву Давидовичу (а впоследствии уже его ученикам) 9 теоретических экзаменов, так называемый теоретический минимум Ландау. Сначала принималась математика, а затем экзамены по физике:

• два экзамена по математике
• механика
• теория поля
• квантовая механика
• статистическая физика
• механика сплошных сред
• электродинамика сплошных сред
• квантовая электродинамика

 

Ландау требовал от своих  учеников знания основ всех разделов теоретической физики.

После войны для подготовки к сдаче экзаменов лучше всего  было использовать курс теоретической  физики Ландау и Лифшица, однако первые ученики сдавали экзамены по лекциям  Ландау или по рукописным конспектам.

В 1926 опубликовал свою первую работу об интенсивности спектров двухатомных молекул. В 1927 впервые ввёл понятие матрицы плотности. В 1930 создал теорию электронного диамагнетизма металлов ("диамагнетизм Ландау"), где им рассчитаны дискретные уровни электронов в магнитном поле ("уровни Ландау") и предсказаны периодические изменения восприимчивости в зависимости от поля в сильных полях ("эффект де Гааза - ван Альфена"). В 1933 году предложил теорию антиферромагнетизма. В 1935 совместно с                                          Е.М. Лифшицем разработал теорию доменного строения ферромагнетиков и ферромагнитного резонанса. В 1934 году Ландау была без защиты диссертации присвоена степень доктора физико-математических наук, а в 1935 году он стал профессором. В 1936 году Ландау занялся физикой конденсированного состояния вещества и сформулировал общую теорию фазовых переходов второго рода. Вывел кинетическое уравнение для электронной плазмы. В 1937 году по приглашению    П. Л. Капицы возглавил теоретический отдел института Физических проблем в Москве, продолжая читать лекции на Физико-техническом факультете МГУ. В том же году опубликовал теорию промежуточного состояния сверхпроводников и статистическую теорию ядер. В 1938 совместно с Ю.Б. Румером разработал каскадную теорию электронных ливней в космических лучах. В 1941 создал теорию сверхтекучести жидкого гелия после открытия этого явления П.Л.Капицей. В 1941-1943 годах Ландау с институтом находился в эвакуации в Казани, где продолжал работу по исследованию "квантовой жидкости" Бозе-типа (сверхтекучего гелия-2). С 1942 по 1965 годы Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц создали курс теоретической физики в 10 томах, за который они получили Ленинскую премию в 1962 году. В 1945 Ландау предложил теорию ударных волн на большом расстоянии от источника, а в 1946 теорию колебаний электронной плазмы и, в частности, определил их затухание ("затухание Ландау"). В 1950 совместно с          В. Л. Гинзбургом построил полуфеноменологическую теорию сверхпроводимости. В 1953 опубликовал теорию множественного рождения частиц при столкновениях высокоэнергичных пучков частиц. В 1954-55 совместно с А.А. Абрикосовым,   И.М. Халатниковым и И.Я. Померанчуком провёл исследования основ квантовой электродинамики, которые привели к доказательству её внутренней противоречивости при последовательном проведении концепции точечных зарядов. В 1956 году Лев Давидович ввел понятие комбинированной четности, а в 1957 - построил теорию двухкомпонентного нейтрино. В 1956-1958 годах Ландау сформулировал теорию для "квантовой жидкости" Ферми-типа (сверхтекучего гелия-3). В 1962 году Лев Давидович Ландау попадает в тяжелую автомобильную аварию, после которой уже не может полноценно заниматься наукой. Ландау присуждена Нобелевская премия по физике за 1962 год за "революционные теории в области физики конденсированного состояния, особенно жидкого гелия".

 

 

Пётр Леони́дович Капи́ца

Пётр  Леони́дович Капи́ца (26 июня [8 июля] 1894, Кронштадт — 8 апреля 1984, Москва) — советский физик. Академик АН СССР (1939).

Видный организатор науки. Основатель Института физических проблем (ИФП), директором которого оставался  вплоть до последних дней жизни. Один из основателей Московского физико-технического института. Первый заведующий кафедрой физики низких температур физического факультета МГУ.

Лауреат Нобелевской  премии по физике (1978) за открытие явления  сверхтекучести жидкого гелия, ввёл в научный обиход термин «сверхтекучесть». Известен также работами в области физики низких температур, изучении сверхсильных магнитных полей и удержания высокотемпературной плазмы. Разработал высокопроизводительную промышленную установку для ожижения газов (турбодетандер). С 1921 по 1934 год работал в Кембридже под руководством Резерфорда. В 1934 году во время гостевого визита был насильно оставлен в СССР. В 1945 году входил в состав Спецкомитета по советскому атомному проекту, но его двухлетний план реализации атомного проекта не был одобрен, в связи с чем он попросил об отставке, просьба была удовлетворена. С 1946 по 1955 годы был уволен из государственных советских учреждений, но ему была оставлена возможность до 1950 года работать профессором в МГУ им. Ломоносова.

Дважды лауреат Сталинской премии (1941, 1943). Награждён большой  золотой медалью имени М. В. Ломоносова АН СССР (1959). Дважды Герой Социалистического  Труда (1945, 1974). Действительный член Лондонского Королевского общества.

В работах 1937–1941 годах были обнаружены и изучены другие аномальные явления в жидком гелии, в частности, распространение тепла в нем. Было показано, что в интервале  температур от 4,2 до 2,19°K гелий ведет  себя как обычная жидкость, а при  температуре ниже 2,19°K в его поведении  проявляются аномалии. Петр Леонидович приходит к выводу о сосуществовании  в таком гелии двух жидкостей  — нормальной и аномальной (сверхтекучей), которые могут двигаться как  бы сквозь друг друга.

 Эти и другие совершенно  необычные свойства жидкого гелия  оказалось возможным объяснить  только в рамках квантовотеоретических представлений. Экспериментальные работы Капицы стали основой развития нового направления — физики квантовых жидкостей.

Среди вопросов, заданных академику  журналистами, был и такой: какое свое научное достижение он считает самым значительным? Капица сказал, что для ученого всегда наиболее важна та работа, которой он занимается в данный момент. «У меня такая работа относится к термоядерному синтезу», — добавил он.

Капица объяснил причину выбора темы для нобелевской лекции . Он сказал: «Выбор темы для нобелевской лекции представлял для меня некоторую трудность. Обычно эта лекция связана с работами, за которые присуждена премия. В моем случае эта премия связана с моими исследованиями в области низких температур, вблизи температуры сжижения гелия, т.е. нескольких градусов выше абсолютного нуля. По воле судеб случилось так, что от этих работ я отошел уже более 30 лет назад, и, хотя в руководимом мною институте продолжают заниматься низкими температурами, я сам занялся изучением явлений, происходящих в плазме при тех исключительно высоких температурах, которые необходимы для осуществления термоядерной реакции. Эти работы привели нас к интересным результатам, открывающим новые перспективы, и я думаю, что лекция на эту тему представляет больший интерес, чем уже забытые мною работы в области низких температур. К тому же, как говорят французы, les extremes se touchent (крайности сходятся). Хорошо известно, что в данное время управляемая термоядерная реакция представляет большой практический интерес, так как этот процесс мог бы наиболее эффективно решить проблему надвигающегося глобального энергетического кризиса, связанного с истощением запасов сырья, используемого теперь как источник энергии».

 

 

Эрик Корнелл, Вольфганг Кеттерле, Карл Виман.

 

Шведская Королевская  Академия Наук решила присудить Нобелевскую Премию по физике 2001 года "за достижение Бозе-Эйнштейновской конденсации в разреженных газах щелочных элементов, и за ранние фундаментальные исследования свойств конденсатов", Эрику Корнеллу, Вольфгангу Кеттерле, Карлу Виману.

Обнаружено новое состояние  вещества: Бозе-Эйнштейновский конденсат

Лазерный луч отличается от света, испускаемого обычной лампочкой  по нескольким параметрам. В лазере все световые частицы имеют одинаковую энергию и колеблются вместе (излучение  когерентно и монохроматично). Заставить вещество вести себя подобным контролируемым образом долгое время являлось задачей для исследователей. Нобелевские лауреаты этого года добились успеха: они заставили атомы "петь в унисон", открыв таким образом новое состояние вещества - Бозе-Эйнштейновский конденсат (BEC).

 В 1924 г. индийский физик Бозе сделал важные теоретические расчеты, касающиеся частиц света. Он послал свои результаты Эйнштейну, который расширил теорию на атомы определенного типа. Эйнштейн предсказал, что если газ из таких атомов будет охлажден до очень низкой температуры, все атомы внезапно окажутся в состоянии с наименьшей возможной энергией. Процесс похож на образование капель жидкости из газа, поэтому он и был назван конденсацией.

 Должно было пройти 70 лет, прежде чем в 1995 г. Нобелевским лауреатам этого года удалось получить вещество в этом экстремальном состоянии. Корнелл и Виман получили чистый конденсат из около 2000 атомов рубидия при температуре 20 нанокельвинов, то есть 0.00000002 градуса выше абсолютного нуля.

 Независимо от работы  Корнелла и Вимана, Кеттерле осуществил соответствующие эксперименты с атомами натрия. Конденсат, который ему удалось получить, содержал большее количество атомов и мог использоваться для дальнейшего исследования этого явления. Используя два отдельных конденсата, которые имели возможность расширяться один в другой, он получил четкую интерференционную картину. Подобную картину образуют волны на воде, если одновременно бросить в воду два камня. Эксперимент показал, что поведение атомов в конденсате полностью согласовано. Кеттерле также получил маленькие "капли конденсата", падающие под действием силы тяжести. Это можно рассматривать как примитивный "лазерный луч", использующий вещество вместо света.

 Представляют интерес  предположения о сферах применения BEC. Новый способ "контроля" за  веществом с помощью этой технологии  может найти революционные применения  в таких областях, как прецизионные  измерения и нанотехнология.

 

 

 

 

 

Алексей Алексеевич Абрикосов

 

 

Алексей Алексеевич Абрикосов (род. 25 июня 1928 г.)

В 1948 году окончил Физический факультет Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова.

С 1948 по 1965 год работал в Институте Физических Проблем им. П.Л.Капицы Академии Наук СССР. С 1965 года — в Институте Теоретической Физики АН СССР.

 

В 1964 избран член-корреспондентом АН СССР.

Профессор Московского университета с 1965 года.

В 1966 году совместно с Львом Горьковым и Виталием Гинзбургом получил Ленинскую премию за разработку теории сверхпроводящих сплавов и свойств сверхпроводников в сильных магнитных полях. В 1982 году А. Абрикосов получил и Государственную премию СССР.

В 1996 году Алексей Абрикосов заявил, что не надо помогать российским учёным, оставшимся в стране. Единственную помощь он видел в том, чтобы вывезти всех талантливых ученых за рубеж, а оставшиеся пусть себе вымирают. Академическое начальство Абрикосова выступило с гневным протестом, учёные рангом помельче поморщились. Не поняли его даже американцы: и они не любят, когда человек ругает свою родину.

Абрикосов совместно с  Заварицким — физиком-экспериментатором из института физических проблем — обнаружил при проверке теории Гинзбурга-Ландау новый класс сверхпроводников — сверхпроводники второго типа. Этот новый тип сверхпроводников, в отличие от сверхпроводников первого типа, сохраняет свои свойства даже в присутствии сильного магнитного поля (до 25 Тл). Абрикосов смог объяснить такие свойства, развивая рассуждения своего коллеги Виталия Гинзбурга, образованием регулярной решетки магнитных линий, которые окружены кольцевыми токами. Такая структура называется Вихревой решеткой Абрикосова.