研究凝聚态物质的理论
——朗道
1962,L.D.朗道,一位前苏联科学家通过对凝聚态物质的理论，特别是液氦的研究获得诺贝尔奖.
朗道是一个很有才华的人，他18岁时,就发表了一篇分析双原子分子的光谱的论文.在19岁大学毕业以后,他继续研究有关量子力学的各种问题.他觉得许多最根本的问题已经被别人抢先解决了,大有“余生也晚”之憾.但是,他毕竟不虚此生,到底还是在理论物理学的许多领域里作出了许多杰出的贡献.
早在他巡行欧洲之时,年轻的朗道已经表现出非凡的才华.他虽然没育象泡利那样写出相对论和量子力学方面的经典式的论著,但他却接触了大量的新问题,萌发了迥异于人的新概念,打下了广阔的工作基础.在丹麦,他接触了量子电动力学方面的问题,特别是提出了电磁场量的可测性这样的基本问题.在剑桥,他探索了物质的磁性.在苏黎世,他进一步发展了凝聚态物理学方面的思想.
就其实质来说,凝聚态物理学中的量子力学方法是量子力学的应用而不是量子力学本身.这也许是象抱利和朗道这样的理论物理学家之所以不太喜欢它的根本原因.但是,正如授予朗道以诺贝尔物理学奖的公告所指出的那样,朗道对凝聚态物理学的理论贡献是他最主要的成就.他发展了物质磁性的理论,提出了抗磁性问题的完全解,’这个发现后来被称为“朗道抗磁性理论”.他发展了所谓二级相变的理论,也提出了关于液态氦的超流性理论.据说有人问过他:“你一生中最得意的工作是什么?”他说:“当然是超流性理论,因为迄今尚未有人真正懂得它.”
关于液氦超流动性问题,朗道认为这是由于在液氦中存在着原子间的相互作用,因而可以把液体看成具有一定量子态和能级的整体。

对于处于低激发能级态的低温液体,可以近似假定每一个能级都是若干准粒子或元激发的能量之和.每一个元激发具有一定动量P和能量ε并在物体内运动。

于是,可以把弱激发系统看成准粒子或元激发所组成的理想气体,因而原子之间相互作用的性质被概括到元激发能谱ε(P)元中.当元激发谱中有一极小值时,可以有两种类型的元激发,即声子和旋子。

为了说明超流动性,声子态和旋子态必须被一能隙△分隔开来(但是朗道没有说明这个能隙存在的理由)。

朗道根据自己的超流理沦,不仅对液氦五的全部已知性质作了详尽的描述,而且还预言了液氦五的一此全新的特性。

为了说明超流动性,朗道还曾经预言氦的元激发谱在开始一段线性上升以后达到极大值,然后开始下降,而在某个一定动量P。

处通过极小值。

朗道的这一预言,后来由帕列夫斯基等人在非弹性散射实验而直接证实。

1941年,朗道在苏联杂志《实验物理学和理论物理学》第l卷上所发表的那篇((氦l的超流动性理论》的著名论文,已经反映了他在这方面的卓越研作.他为一门崭新的物理学科即量子液体物理学的诞生奠定了基础。

白璧微瑕。

使自己的学生与诺贝尔奖无缘给朗道造成了一定的负面影响。

更加遗憾的是正当朗道步入科学的丰产期时, 一场车祸剥夺了他的工作能力。

朗道也许是上个世纪最有个性的物理学家。

作为一个物理学家他就像莫斯科物理问题研究所所长卡皮查所说: “朗道在整个理论物理学领域中都做了工作, 所有这些工作都可以用一个词来描述———卓越。

”作为一个普通人, 他是“简单化作风和民主作风, 无限偏执和过分自信的奇妙混合体。

”这种复杂或矛盾的性格处处体现在他的生活中。