Страницы жизни Ландау

С 1943 по 1947 год Лев Давидович преподаёт на кафедре физики низких температур Московского государственного университета, с 1947 по 1950 год — на кафедре общей физики Московского физико-технического института. В связи с работой над книгой «Механика сплошных сред», изданной в 1944 году, в этот период он интенсивно занимается проблемами гидродинамики, в частности разрывами и турбулентностью. Одна из наиболее существенных работ в этой области — «Об ударных волнах на далёких расстояниях от места их возникновения» (1945 г.) — посвящена исследованию ударных волн на больших расстояниях от источника. Ландау показал, что на больших расстояниях от тела, движущегося со сверхзвуковой скоростью, существуют в действительности не одна, а две ударные волны, следующие одна за другой. В первой волне давление испытывает скачок вверх. Затем следует область постепенного уменьшения давления, где сгущение сменяется разрежением, после чего давление вновь возрастает скачком во второй ударной волне. В работе определены форма профиля волн и закон убывания их интенсивности.

Московские физики в Иванове в день полного солнечного затмения 9 июля 1945 г. В центре — П. Л. Капица и Л. Д. Ландау.

В эти же годы создаётся работа по теории медленного горения («К теории медленного горения», 1944 г.), где описано условие устойчивости режима горения, при котором передача тепла от продуктов горения к несгоревшему газу происходит благодаря теплопроводности.

Тогда же решена задача о затопленной струе («Об одном новом точном решении уравнений Навье–Стокса», 1944 г.) и написана работа «К проблеме турбулентности» (1944 г.), где Ландау нашёл совершенно новый подход к этой проблеме.

В 1945 году Л. Д. Ландау и К. П. Станюкович написали ряд работ, посвящённых теории детонации взрывчатых веществ.

В 1946 году Ландау создал теорию колебаний электронной плазмы — ионизированного газа, четвёртого состояния вещества. И солнце, и звёзды — это плазма. С плазмой связана проблема получения управляемых термоядерных реакций. Поэтому она и привлекает такое внимание учёных.

До Ландау проблема плазмы была настолько запутана, что казалась неразрешимой. Особенностью плазмы является то, что в ней проявляются плазменные колебания, отличные от обычного звука и чем-то напоминающие второй звук в жидком гелии. В воздухе звук передаётся путем соударения молекул. Длина их пробега при атмосферном давлении — около 10–5 см. Допустим, что мы посылаем волны, которые делаются короче и короче. Когда длина волны становится сравнимой с длиной пробега молекул, волны начинают сильно затухать и в конце концов не будут распространяться.

Ландау впервые выяснил, что в разреженной плазме соударений нет, а затухание волн происходит. Так в чём же здесь дело? Электроны в плазме движутся хаотически и имеют разные скорости. Среди них есть и такие, которые движутся вместе с плазменной волной, т.е. скорость их такова, что они перемещаются лишь вдоль фронта волны, не отставая и не обгоняя её. Эти электроны находятся всё время под действием одного и того же электрического поля и поэтому начинают ускоряться или замедляться, одним словом, отбирают у волны заметную долю её энергии. Физики назвали этот эффект «затуханием Ландау».

Для управляемых термоядерных реакций требуется нагреть плазму. Её нагревают, используя «затухание Ландау».

1946 год был для Ландау счастливым. 30 ноября 1946 года он избран действительным членом Академии наук СССР. Кандидатуру его поддержал Сергей Иванович Вавилов, президент Академии наук, талантливый физик-экспериментатор. Льву Давидовичу была присуждена Государственная премия за работы по теории фазовых переходов и теории сверхтекучести.

К Ландау по-прежнему приходило множество студентов и аспирантов. Как-то утром в квартире его раздался звонок. Кора открыла. На пороге стоял розовощёкий круглолицый мальчик.

– Ты к кому, детка? — спросила Кора.

– К Льву Давидовичу.

– А как тебя зовут?

– Алёша.

– Дау, к тебе!

Алёша Абрикосов поздоровался с профессором и сказал, что он студент третьего курса физфака.

– Ручка у вас есть? — спросил Ландау. — Запишите, пожалуйста, интеграл.

Он продиктовал интеграл и вышел. Через некоторое время он вернулся. Дау остался очень доволен учеником: на листе бумаги он записал фамилию кандидата в свой семинар и условным значком поставил ему оценку. Потом он предложил Абрикосову программу теоретического минимума. Но Алёша сказал, что собирается стать экспериментатором.

– Это вам не помешает, — возразил Ландау.

Вскоре Алёша начал выступать на семинаре Ландау. Теперь он решил стать теоретиком. Через восемнадцать лет Лев Давидович голосовал за своего ученика на выборах в Академию наук СССР.