Lew Dawidowicz Landau, (ur. 9 stycznia [22 stycznia, Nowy styl], 1908, Baku, Imperium Rosyjskie (obecnie Azerbejdżan) - zmarł 1 kwietnia 1968 r., Moskwa, Rosja, ZSRR), radziecki fizyk teoretyczny, jeden z założycieli teorii kwantowej materii skondensowanej, której pionierskie badania w tej dziedzinie zostały uznane za nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki z 1962 r.
Landau był cudownym matematycznym i strasznym enfantem. Jego kształcenie odzwierciedlało zygzaki radykalnych reform edukacyjnych podczas burzliwego okresu po rewolucji rosyjskiej w 1917 r. Podobnie jak wielu naukowców pierwszego pokolenia radzieckich, Landau nie ukończył formalnie niektórych etapów edukacji, takich jak liceum. Nigdy też nie napisał rozprawy doktorskiej, ponieważ stopnie naukowe zostały zniesione i zostały przywrócone dopiero w 1934 r. Ukończył licencjat z fizyki na Uniwersytecie Stanowym w Leningradzie, gdzie studiował w latach 1924–1927. W 1934 r. Landau otrzymał tytuł doktora uznany naukowiec.
Będąc jeszcze studentem, Landau opublikował swoje pierwsze artykuły. W tych latach pojawiła się w Niemczech nowa teoria mechaniki kwantowej, a 20-latek narzekał, że przybył nieco za późno, aby wziąć udział w wielkiej rewolucji naukowej. Do 1927 r. Mechanika kwantowa została zasadniczo ukończona, a fizycy rozpoczęli prace nad jej relatywistycznym uogólnieniem i zastosowaniami do fizyki ciała stałego i fizyki jądrowej. Landau dojrzał zawodowo w seminarium Jakowa I. Frenkela w Leningradzkim Instytucie Fizyko-Technicznym, a następnie podczas zagranicznej podróży w latach 1929–31. Wspierany przez sowiecką stypendium i stypendium Rockefellera odwiedził uniwersytety w Zurychu, Kopenhadze i Cambridge, ucząc się zwłaszcza od fizyków Wolfganga Pauliego i Nielsa Bohra. W 1930 r. Landau zwrócił uwagę na nowy efekt wynikający z kwantyzacji wolnych elektronów w kryształach - diamagnetyzm Landaua, przeciwny do paramagnetyzmu spinowego wcześniej traktowanego przez Pauliego. We wspólnym artykule z fizykiem Rudolfem Peierlsem Landau opowiadał się za potrzebą kolejnej radykalnej rewolucji pojęciowej w fizyce, aby rozwiązać rosnące trudności relatywistycznej teorii kwantowej.
W 1932 r., Wkrótce po powrocie do Związku Radzieckiego, Landau przeniósł się do Ukraińskiego Instytutu Fizyczno-Technicznego (UFTI) w Charkowie (obecnie Charków). Niedawno zorganizowane i prowadzone przez grupę młodych fizyków, UFTI wkroczyło w nowe dziedziny fizyki jądrowej, teoretycznej i niskotemperaturowej. Wraz ze swoimi pierwszymi uczniami - Evgeny Lifshits, Isaakiem Pomeranchukiem i Aleksandrem Akhiezerem - Landau obliczył efekty w elektrodynamice kwantowej i pracował nad teorią metali, ferromagnetyzmu i nadprzewodnictwa w ścisłej współpracy z eksperymentalnym laboratorium kriogenicznym Lwa Szubnikowa w instytucie. W 1937 r. Landau opublikował swoją teorię przemian fazowych drugiego rzędu, w której parametry termodynamiczne układu zmieniają się w sposób ciągły, a jego symetria gwałtownie się zmienia.
W tym samym roku problemy polityczne spowodowały jego nagłą przeprowadzkę do Instytutu Problemów Fizycznych Piotra Kapicy w Moskwie. Konflikty instytucjonalne na UFTI i Uniwersytecie w Charkowie oraz własne ikonoklastyczne zachowanie Landaua zostały upolitycznione w kontekście stalinowskiej czystki, powodując sytuację zagrażającą życiu. Później w 1937 r. Kilku naukowców z UFTI zostało aresztowanych przez policję polityczną, a niektórzy, w tym Shubnikov, zostali straceni. Nadzór nastąpił po Landau do Moskwy, gdzie został aresztowany w kwietniu 1938 r. Po omówieniu z dwoma kolegami ulotki anty-stalinowskiej. Rok później Kapitsi udało się zwolnić Landaua z więzienia, pisząc do rosyjskiego premiera Wiaczesława M. Mołotowa, że potrzebował pomocy teoretyka, aby zrozumieć nowe zjawiska obserwowane w ciekłym helu.
Kwantowe teoretyczne wyjaśnienie odkrycia Kapitsy nadciekłości w ciekłym helu zostało opublikowane przez Landau w 1941 r. Teoria Landaua opierała się na koncepcji zbiorowych wzbudzeń, którą zasugerował nieco wcześniej Frenkel i fizyk Igor Tamm. Skwantowana jednostka zbiorowego ruchu wielu cząstek atomowych, takie wzbudzenie można matematycznie opisać, jakby była pojedynczą cząstką jakiegoś nowego rodzaju, często nazywaną „kwazicząstką”. Aby wyjaśnić nadciekłość, Landau postulował, że oprócz fononu (kwant fali dźwiękowej) istnieje inne zbiorowe wzbudzenie, roton (kwant ruchu wirowego). Teoria nadciekłości Landaua zyskała akceptację w latach 50. XX wieku po kilku eksperymentach potwierdzających pewne nowe efekty i oparte na niej prognozy ilościowe.
W 1946 r. Landau został wybrany pełnym członkiem Akademii Nauk ZSRR. Zorganizował grupę teoretyczną w Instytucie Problemów Fizycznych z Izaakiem Chałatnikowem, a później Aleksiejem A. Abrikosowem. Nowi uczniowie musieli zdać serię trudnych egzaminów, zwanych minimum Landaua, aby dołączyć do grupy. Cotygodniowe kolokwium grupy służyło jako główne centrum dyskusyjne dla fizyki teoretycznej w Moskwie, chociaż wielu mówców nie było w stanie poradzić sobie z niszczycielskim poziomem krytyki uważanym za normalny na jej spotkaniach. Z biegiem lat Landau i Lifshits opublikowali swój wielowątkowy Kurs Fizyki Teoretycznej, główne narzędzie edukacyjne dla kilku pokoleń studentów badań na całym świecie.
Wspólna praca grupy Landau obejmowała praktycznie każdą gałąź fizyki teoretycznej. W 1946 r. Opisał zjawisko tłumienia fal elektromagnetycznych Landaua w plazmie. Wraz z Witalijem L. Ginzburgiem w 1950 r. Landau uzyskał prawidłowe równania makroskopowej (fenomenologicznej) teorii nadprzewodnictwa. W latach 50. XX wieku on i współpracownicy odkryli, że nawet w renormalizowanej elektrodynamice kwantowej pojawia się nowa trudność dywergencji (zero w Moskwie lub biegun Landaua). Zjawisko stałej sprzężenia staje się nieskończone lub zanika przy pewnej energii jest ważną cechą współczesnych teorii pola kwantowego. Oprócz swojej teorii nadciekłości z 1941 r. Landau wprowadził w latach 1956–58 inny rodzaj cieczy kwantowej, której zbiorowe wzbudzenia zachowują się statystycznie bardziej jak fermiony (takie jak elektrony, neutrony i protony) niż bozony (takie jak mezony). Jego teoria Fermiego-cieczy stanowiła podstawę współczesnej teorii elektronów w metalach, a także pomogła wyjaśnić nadciekłość w He-3, lżejszym izotopie helu. W pracach Landaua i jego uczniów metoda kwazicząstek została z powodzeniem zastosowana do różnych problemów i stała się niezbędnym fundamentem teorii materii skondensowanej.
Nawet po ślubie w 1939 r. Landau trzymał się teorii, że związek nie może ograniczać wolności seksualnej obojga partnerów. Nie podobała mu się naturalna filozofia materializmu dialektycznego, szczególnie w odniesieniu do fizyki, ale podtrzymywał materializm historyczny - marksistowską filozofię polityczną - jako przykład naukowej prawdy. Nienawidził Józefa Stalina za zdradę ideałów rewolucji 1917 roku, a po latach 30. XX wieku skrytykował sowiecki reżim jako już nie socjalistyczny, ale faszystowski. Świadomy, że wcześniejsze oskarżenia polityczne przeciwko niemu nie zostały oficjalnie wycofane, Landau przeprowadził pewne obliczenia dla sowieckiego projektu broni atomowej, ale po śmierci Stalina w 1953 r. Odmówił pracy niejawnej jako już niepotrzebnej dla jego ochrony osobistej. Powojenny kult nauki przyczynił się do publicznego uznania i uwielbienia bohaterów w późniejszych latach. W 1962 r. Landau odniósł poważne obrażenia w wypadku samochodowym. Lekarze zdołali uratować mu życie, ale nigdy nie wyzdrowiał wystarczająco, aby wrócić do pracy i zmarł z powodu kolejnych komplikacji.
