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레프 란다우

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목차

1. 개요

레프 란다우는 20세기 가장 영향력 있는 이론물리학자 중 한 명으로, 1908년 아제르바이잔 바쿠에서 태어나 1968년 모스크바에서 사망했다. 그는 레닌그라드 대학교에서 물리학을 전공하고 코펜하겐 닐스 보어 연구소에서 연구했으며, 1962년 액체 헬륨의 초유동 현상에 대한 이론적 연구로 노벨 물리학상을 수상했다. 란다우는 양자역학, 초유체, 페르미 액체 이론 등 다양한 분야에서 중요한 업적을 남겼으며, 예브게니 리프시츠와 함께 저술한 《이론물리학 교과서》는 전 세계 물리학도들에게 널리 읽히는 교재로 자리 잡았다. 그는 또한 자유 연애를 옹호하고 무신론적인 사상을 가졌으며, 정치적 탄압을 겪기도 했다.

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레프 란다우 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
1962년의 란다우
이름레프 란다우
원어 이름Лев Ландау
로마자 표기Lev Davidovich Landau
출생 이름레프 다비도비치 란다우
출생일1908년 1월 22일
출생지러시아 제국 바쿠, 카프카스 총독부 (현재 아제르바이잔 바쿠)
사망일1968년 4월 1일
사망지소비에트 연방 모스크바
안장 장소노보데비치 묘지, 모스크바
국적러시아 제국
소비에트 연방
아제르바이잔 민주 공화국
학문 분야
분야이론물리학
근무지하르키우 폴리테크닉 대학교
하르키우 대학교 (나중의 하르키우 물리학 및 공과대학교)
물리학 문제 연구소 (RAS)
모스크바 국립 대학교 물리학부
교육바쿠 경제 기술 학교
모교바쿠 국립 대학교
레닌그라드 국립 대학교 (디플로마, 1927)
레닌그라드 물리-공과대학교 (이학박사, 1934)
지도 교수닐스 보어
박사 지도 학생알렉세이 아브리코소프
알렉산드르 아키에제르
이고르 자알로신스키
레프 고르코프
이삭 칼라트니코프
레프 피타예프스키
주요 학생예프게니 립시츠
업적
주요 업적란다우 감쇠
란다우 분포
란다우 게이지
란다우 극
란다우 자화율
란다우 자유 에너지
란다우 준위
란다우의 페르미 액체 이론
란다우의 상전이 이론
스튜어트-란다우 방정식
긴즈부르크-란다우 이론
다리우스-란다우 불안정성
란다우 운동 방정식
란다우-페이얼스 불안정성
란다우 특이점
란다우-라이초두리 방정식
란다우-제너 공식
란다우-스콰이어 제트
란다우-레비치 문제
란다우-페카르 방정식
란다우-텔러 모델
란다우-리프시츠 요동 유체역학
란다우-리프시츠 모델
란다우-리프시츠 유사텐서
란다우-리프시츠-길버트 방정식
란다우-포메란추크-미그달 효과
란다우-리프시츠 힘
구데를리-란다우-스타니우코비치 문제
란다우-플라체크 비율
란다우-양 정리
란다우 도함수
이바넨코-란다우-쾰러 방정식
란다우-리프시츠 공기역학 방정식
란다우 원리
란다우-호프 난류 이론
밀도 행렬
DLVO 이론
열린 양자계
폴라론
로톤
초유체
초전도
《이론물리학 강의》
양자 유체역학
준입자 이론
제로 음향
제2음파
반강자성
수상
수상 내역스탈린상 (1946)
막스 플랑크 메달 (1960)
프리츠 런던 기념상 (1960)
노벨 물리학상 (1962)
가족
배우자K. T. 드로반제바 (1937년 결혼, 1908–1984)
자녀1명

2. 생애

1908년 바쿠에서 출생하였다. 1927년 레닌그라드 대학교를 졸업하였다. 1929년 코펜하겐 이론물리학연구소에 체류하였다. 1932년 우크라이나 물리공학연구소 이론물리학부 부장을 맡았다. 1937년 과학 아카데미 물리문제연구소 이론물리학부 부장을 맡았다. 1938년에는 반(反) 스탈린주의 혐의로 체포, 투옥되기도 했다. 1939년 드로반체바(K.T.Drobanzeva)와 결혼하였다. 1943년 모스크바 대학교 교수가 되었다. 1946년 소비에트 과학 아카데미 회원으로 선출되었고, 같은 해 장남 이고리가 태어났다. 1954년 사회주의 노동영웅 칭호를 수여받았다. 1962년 자동차 사고로 중상을 입었다. 1968년 모스크바에서 사망하였다.

2. 1. 초년

레프 란다우는 1908년 1월 22일 당시 러시아 제국의 일부였던 아제르바이잔 바쿠에서 유대인 부모 사이에서 태어났다.[97][98][99][100][64][65][66][67] 아버지 다비드 르보비치 란다우는 석유 기술자였고, 어머니 류보프 베냐미노브나 가르카비-란다우는 의사였다.[101][102] 란다우의 인격 형성과 과학적 재능은 어머니의 영향이 컸다고 알려져 있다.[68]

1910년 란다우 가족


1914년 젊은 란다우


어린 시절부터 수학에 뛰어난 재능을 보여 12세에 미분, 13세에 적분을 익혔다.[14][15] 1920년, 13세에 김나지움을 졸업하고, 1년 동안 바쿠 경제 기술학교에 다녔다.[68] 1922년, 14세에 바쿠 국립 대학교에 입학하여 물리학, 수학, 화학을 공부했다. 그 후 그는 화학 공부를 그만두었지만 평생 그 분야에 관심을 가졌다.

2. 2. 레닌그라드와 유럽 유학

1924년, 레프 란다우는 당시 소비에트 연방 물리학의 중심지였던 레닌그라드 국립 대학교 물리학과로 옮겨 이론물리학을 전공했고, 1927년에 졸업했다.[103][16][69] 졸업 후 레닌그라드 물리기술연구소에서 대학원 과정을 밟았다.[16][69] 1934년에는 물리수학 박사 학위를 받았다.[103][16]

1929년부터 1931년까지 란다우는 소련 정부와 록펠러 재단의 지원을 받아 해외 유학길에 올랐다.[104][17][70] 당시 그는 독일어와 프랑스어에 능통했고, 영어로 의사소통이 가능했으며, 나중에 영어와 덴마크어 실력을 향상시켰다.[104][105][17][18][70][84] 괴팅겐과 라이프치히에 잠시 머문 후, 1930년 4월 8일 코펜하겐으로 건너가 닐스 보어의 이론물리학 연구소에서 5월 3일까지 머물렀다.[106][19][71] 이 방문 이후 란다우는 항상 자신을 닐스 보어의 제자로 여겼으며, 그의 물리학 접근 방식은 보어의 영향을 크게 받았다.[20]

코펜하겐 체류 후, 1930년 중반에는 캠브리지에서 폴 디랙과 함께 연구했고,[107][20][72] 1930년 9월부터 11월까지는 코펜하겐에서,[106][19][71] 1930년 12월부터 1931년 1월까지는 취리히에서 볼프강 파울리와 함께 연구했다.[107][20][72] 1931년 2월 25일부터 3월 19일까지 코펜하겐에 다시 머무른 후,[108][109][21][22][73][74] 같은 해 레닌그라드로 돌아왔다.[109][22][74]

2. 3. 하르키우 시절과 UPTI 사건

1932년부터 1937년까지 란다우는 하르키우 물리학 및 기술연구소 이론물리학과 과장을 맡았고, 하르키우 대학교와 하르키우 폴리테크닉 대학교에서 강의했다.[110] 이 시기 란다우는 우크라이나 하르키우에서 훗날 "란다우 학파"로 불리는 이론물리학 전통을 세웠다. 또한, 하르키우에서 그의 친구이자 전 학생이었던 예브게니 립시츠와 함께 《이론물리학 교과서》 시리즈를 집필하기 시작했다.[110] 이 책은 이론물리학의 전 분야를 다루는 대학원 수준의 교재로 널리 사용된다.[27]

란다우는 "이론적 최소값 (Theoretical Minimum)"이라는 시험을 개발하여, 학생들이 자신의 학파에 들어오기 전에 통과하도록 했다.[111][112] 이 시험은 이론물리학의 모든 측면을 다루었으며, 1934년부터 1961년까지 43명만이 합격했다.[23][24] 하지만 합격자들은 훗날 저명한 이론물리학자가 되었다.[111][112]

1930년대 대숙청 기간 동안 란다우는 하르키우의 UPTI 사건에 연루되어 조사를 받았다.[110] 그는 새로운 직책을 얻기 위해 모스크바로 떠났다.[110]

2. 4. 모스크바와 투옥, 그리고 과학적 업적

1937년, 란다우는 모스크바의 물리문제연구소 이론 부서장으로 자리를 옮겼다.[39] 1938년 4월, 그는 스탈린주의를 나치즘(독일 나치즘)과 파시즘(이탈리아 파시즘)에 비유하고 이오시프 스탈린을 비판하는 전단(leaflet)을 작성한 혐의로 체포되어 내무인민위원회(NKVD)의 루뱐카 감옥에 수감되었다.[27][28][79][80]
투옥 당시 사진
표트르 카피차를 비롯한 동료 과학자들의 노력으로, 1939년 4월에 석방되었다.[29][30] 카피차는 스탈린에게 직접 편지를 보내 란다우의 행동을 보증하고, 석방되지 않으면 연구소를 그만두겠다고 위협했다.[31][81]

석방 후, 란다우는 카피차가 발견한 초유체 현상을 포논과 로톤이라 불리는 새로운 여기를 사용하여 이론적으로 설명하는 방법을 발견했다.[27] 1941년에는 헬륨-4(Helium-4)의 초유동 현상을 설명하고, "제2음파 모드"의 존재를 예언했는데, 이는 1944년에 실험적으로 관측되었다.

1940년대부터 1950년대 초까지, 란다우는 소련의 핵무기 개발 프로젝트에 참여하여 핵출력 예측을 포함, 최초의 소련 열핵폭탄의 역학을 계산하는 데 중요한 역할을 수행했다.[79] 비록 그는 이 프로젝트에 혐오감을 느껴 최소한의 일만 하려 했지만, 그의 수치 계산 방법은 수소폭탄 개발에 크게 기여했다. 이 공로로 1949년과 1953년에 스탈린상을 수상하고 1954년에는 "사회주의 노동 영웅" 칭호를 받았다.[27][79] 1953년 스탈린 사후, 란다우는 핵 개발 프로젝트에서 탈퇴했다.

1950년대에는 양자 페르미 액체 이론을 전개하여 헬륨-3(Helium-3)의 물성을 예측하는 등 여러 성과를 거두었다. 그의 업적에는 밀도 행렬 방법의 공동 발견, 반자성의 양자역학 이론, 초유체 이론, 긴즈부르크-란다우 이론, 페르미 액체 이론, 플라즈마 물리학의 란다우 감쇠 설명, 양자 전기역학의 란다우 극, 중성미자의 이성분 이론, 화염 불안정성에 대한 설명(Darrieus–Landau instability), S행렬 특이점에 대한 란다우 방정식 등이 있다.

란다우의 제자로는 레프 피타예프스키, 알렉세이 아브리코소프, 알렉산드르 아키에제르, 이고르 드잘로신스키, 예브게니 리프시츠, 레프 고르코프, 이삭 할라트니코프, 로알드 사그데예프, 이삭 포메란추크 등이 있다.

2. 5. 노벨상 수상과 말년

1950년대에 란다우는 페르미 액체 이론을 개발하여 헬륨-3의 물성을 예측하는 등 응집물질물리학 분야에서 중요한 업적을 남겼다.[82] 1962년에는 액체 헬륨의 초유동 현상에 대한 이론적 연구로 노벨 물리학상을 수상했다.[83]

하지만 같은 해 1월 7일, 란다우는 교통사고를 당해 심각한 부상을 입고 두 달 동안 혼수상태에 빠졌다.[115] 여러 면에서 회복되었지만, 그의 과학적 창의성은 파괴되었고, 과학 연구로 완전히 복귀하지 못했다.[115][82] 이 부상으로 인해 그는 1962년 노벨 물리학상을 직접 받을 수 없었다.[40][127] 란다우는 평소 날카로운 유머로 유명했는데, 사고 후 회복 과정에서 뇌 손상 가능성을 검사하려던 심리학자 알렉산더 루리아와의 일화는 유명하다.[18][41][84][105][128]

1965년, 란다우의 제자들과 동료들은 모스크바 근처 체르노골로프카에 란다우 이론물리학 연구소를 설립했다.[42]

1968년 4월 1일, 란다우는 교통사고 후유증으로 사망했고,[85] 노보데비치 묘지에 안장되었다.[44][86][131]

3. 과학적 업적

레프 란다우는 이론물리학의 여러 분야에 걸쳐 중요한 업적을 남겼다. 란다우의 업적에는 양자역학에서의 밀도 행렬 방법의 독자적인 공동 발견(존 폰 노이만과 함께), 양자 역학적 반자성 이론, 초유동성 이론, 2차 상전이 이론, 초전도성의 긴즈부르크-란다우 이론, 페르미 액체 이론, 플라스마 물리학에서의 란다우 감쇠 설명, 양자 전기 역학에서의 란다우 극점, 2성분 중성미자 이론, 불꽃 불안정성( 다리에-란다우 불안정성) 설명, 그리고 S 행렬 특이점에 대한 란다우 방정식 등이 포함된다.

란다우는 2.17 K(-270.98 °C) 이하의 온도에서 액체 헬륨 II의 특성을 설명하는 초유동성에 대한 수학적 이론을 개발한 공로로 1962년 노벨 물리학상을 수상했다.[32]


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  • 초유체
  • 초전도


노벨 물리학상 수상 대상이 된 절대영도(絶対零度) 근처에서의 헬륨의 이론적 연구 외에도, 그의 업적은 다방면에 걸쳐 있으며, 액체 헬륨과 금속 내의 전자계에도 적용되는 페르미 액체(페르미 유체(フェルミ流体))의 제창, 2차 상전이 현상론(란다우 이론(ランダウ理論)), 플라스마 진동 이론(란다우 감쇠(ランダウ減衰)) 등이 있다. 란다우 이론(ランダウ理論)의 초전도에 대한 확장인 GL 이론(긴즈부르크-란다우 이론(ギンツブルグ-ランダウ理論))의 공동 연구자인 비탈리 긴즈부르크(ヴィタリー・ギンツブルク)는 2003년 노벨 물리학상을 수상했다.

'''《이론물리학 교과서》'''

레프 란다우는 예브게니 리프시츠와 함께 《이론물리학 교과서》(''Course of Theoretical Physics'') 시리즈를 저술했다. 이 책은 전 세계적으로 물리학 전공자들의 필독서로 꼽힌다.[58] 전 10권으로 구성된 이 시리즈는 역학, 고전장이론, 양자역학, 통계물리학, 유체역학, 탄성체 역학 등 이론물리학의 전 분야를 다루고 있다.

란다우는 1926년에 드미트리 이바넨코드미트리 이바넨코/Дми́трий Ива́ненкоru와 함께 〈클라인-폭 방정식의 유도에 관하여〉라는 첫 논문을 썼다.[55] 1960년에는 볼프강 파울리에 대한 헌사 편집본에 그의 마지막 논문인 "근본적인 문제"가 실렸다.[58] 란다우는 두 가지 조건, 즉 1) 부분적으로 또는 전체적으로 작업에 대한 아이디어를 제기하고, 2) 논문에 제시된 적어도 일부 계산을 수행했을 때만 자신이 저널 기사의 공동 저자로 등재될 수 있도록 허용했다.[55]

란다우와 리프시츠는 《이론물리학 교과서》 제3권에서 당시 표준 주기율표에 오류가 있으며, 루테튬은 f-블록 원소가 아닌 d-블록 원소로 간주되어야 한다고 제안했다. 그들의 제안은 여러 연구를 통해 입증되었고,[59][60][61][62] 1988년 국제순수 및 응용화학연합(IUPAC)의 보고서에 의해 승인되었다.[63]

3. 1. 《이론물리학 교과서》

레프 란다우는 예브게니 리프시츠와 함께 《이론물리학 교과서》(''Course of Theoretical Physics'') 시리즈를 저술했다. 이 책은 전 세계적으로 물리학 전공자들의 필독서로 꼽힌다.[58] 전 10권으로 구성된 이 시리즈는 역학, 고전장이론, 양자역학, 통계물리학, 유체역학, 탄성체 역학 등 이론물리학의 전 분야를 다루고 있다.

란다우는 1926년에 드미트리 이바넨코드미트리 이바넨코/Дми́трий Ива́ненкоru와 함께 〈클라인-폭 방정식의 유도에 관하여〉라는 첫 논문을 썼다.[55] 1960년에는 볼프강 파울리에 대한 헌사 편집본에 그의 마지막 논문인 "근본적인 문제"가 실렸다.[58] 란다우는 두 가지 조건, 즉 1) 부분적으로 또는 전체적으로 작업에 대한 아이디어를 제기하고, 2) 논문에 제시된 적어도 일부 계산을 수행했을 때만 자신이 저널 기사의 공동 저자로 등재될 수 있도록 허용했다.[55]

란다우와 리프시츠는 《이론물리학 교과서》 제3권에서 당시 표준 주기율표에 오류가 있으며, 루테튬은 f-블록 원소가 아닌 d-블록 원소로 간주되어야 한다고 제안했다. 그들의 제안은 여러 연구를 통해 입증되었고,[59][60][61][62] 1988년 국제순수 및 응용화학연합(IUPAC)의 보고서에 의해 승인되었다.[63]

4. 사상과 신념

1937년 란다우는 하르키우에서 코라 T. 드로반제바Kora T. Drobanzeva와 결혼했다.[121][33] 그들의 아들 이고르Igor(1946–2011)는 이론물리학자가 되었다. 란다우는 일부일처제보다 자유 연애를 믿었고 그의 아내와 그의 학생들에게 "자유 연애"을 실천하도록 격려했다. 그러나 그의 아내는 열성적이지 않았다.[110][27] 란다우는 무신론자였다.[122][123][124][34][35][36]

란다우 기념 우표 (러시아, 2008년)


1957년 국가보안위원회(KGB)가 소련 공산당 중앙위원회에 보낸 긴 보고서에는 1956년 헝가리 혁명, 블라디미르 레닌과 그가 "적색 파시즘"이라고 부른 것에 대한 란다우의 견해가 기록되어 있다.[125][38] 헨드릭 카시미르는 그를 혁명적 이데올로기로 용기를 얻은 열정적인 공산주의자로 회상한다. 란다우가 소비에트 과학을 확립하게 된 원동력은 부분적으로 사회주의에 대한 그의 헌신 때문이었다. 1935년 소련 신문 이즈베스티야에 "부르주아지와 현대 물리학"이라는 제목의 글을 기고한 그는 종교적 미신과 자본의 지배를 부르주아적 경향으로 보고 "우리 나라에서 물리학 발전을 위한 전례 없는 기회가 당과 정부에 의해 제공된다”고 언급했다.[126][27]

4. 1. 자유 연애와 결혼 생활

레프 란다우는 일부일처제보다 자유 연애를 옹호했으며, 아내와 제자들에게도 "자유 연애"를 실천하도록 권장했다.[121][110] 그러나 그의 아내는 이러한 권유에 적극적이지 않았다.[110] 1937년 란다우는 하르키우 출신의 코라 T. 드로반제바와 결혼했다.[121][33]

4. 2. 정치적 견해와 탄압

레프 란다우는 초기에는 사회주의에 대한 헌신을 바탕으로 소련 과학 발전에 기여하고자 했다.[126][27] 1935년 소련 신문 이즈베스티야에 기고한 글에서 "우리나라에서 물리학 발전을 위한 전례 없는 기회가 당과 정부에 의해 제공된다"고 언급하며, 종교적 미신과 자본의 지배를 부르주아적 경향으로 보았다.[126][27] 헨드릭 카시미르는 란다우를 혁명적 이데올로기로 용기를 얻은 열정적인 공산주의자로 회상한다.[126][27]

그러나 스탈린 시대의 억압적인 분위기 속에서, 란다우는 점차 체제에 비판적인 시각을 갖게 되었다. 1957년 국가보안위원회(KGB)가 소련 공산당 중앙위원회에 보낸 보고서에는 1956년 헝가리 혁명, 블라디미르 레닌과 그가 "적색 파시즘"이라고 부른 것에 대한 란다우의 견해가 기록되어 있다.[125][38]

란다우는 무신론자였다.[122][123][124][34][35][36] 그는 일부일처제보다 "자유 연애"를 믿었고 그의 아내와 그의 학생들에게 "자유 연애"을 실천하도록 격려했다.[110][27]

4. 3. 무신론

레프 란다우는 무신론자였다.[122][123][124][34][35][36] 1935년 소련 신문 이즈베스티야에 기고한 글에서 종교적 미신을 부르주아적 경향으로 비판했다.[126][27]

5. 유산

레프 란다우의 이름을 딴 천체로는 소행성 2142 란다우[132][45]와 달 분화구 란다우[132]가 있다. 러시아 과학 아카데미는 이론물리학 분야에서 뛰어난 업적을 이룬 학자에게 란다우의 이름을 딴 란다우 금메달을 수여한다.[132] 2019년 1월 22일, 구글은 란다우의 탄생 111주년을 기념하는 구글 두들을 제작했다.[133][46] 미국 물리학회는 플라스마 물리학 및 유럽-미국 협력에 기여한 공로를 인정하는 란다우-스피처 상을 수여하는데, 이 상 이름은 란다우의 이름에서 일부를 따왔다.[134][47]

란다우 탄생 100주년 기념 러시아 은화


위오른쪽

6. 물리학자 순위

란다우는 물리학자들의 업적을 평가하는 목록을 작성했다.[135][48][49][50][88] 이 목록은 0부터 5까지의 로그 척도로 구성되었으며, 숫자가 낮을수록 더 큰 업적을 이룬 것으로 평가했다.[135][48][49][50] 1등급은 2등급보다 10배 더 큰 성과를 올린 것을 의미한다.[89][90]

아이작 뉴턴이 0등급으로 가장 높은 순위에 올랐고, 알베르트 아인슈타인은 0.5등급을 받았다.[135][48][49][50] 닐스 보어, 베르너 하이젠베르크, 사티엔드라 나트 보스, 폴 디랙, 에르빈 슈뢰딩거 등 양자역학의 창시자들이 1등급에 포함되었다.[136][51] 5등급은 "병리학자"로 간주되었다.[136][51]

란다우는 처음에 자신을 2.5등급으로 평가했지만, 이후 2등급으로 상향 조정했다.[137][138][52][53][89][90] 란다우에 대해 저술한 N. 데이비드 머민은 이 척도를 언급하며 자신의 순위를 4등급으로 평가했다.[137][138][52][53]

7. 대중문화

2008년 러시아 텔레비전 영화 《내 남편은 천재》(러시아어: 모이 무시 – 게니/Мой муж – генийru)는 다닐 스피바코프스키Daniil Spivakovsky가 란다우 역을 맡아 그의 생애, 특히 사생활을 다루었다.[139] 이 영화는 비탈리 긴즈부르크를 비롯한 여러 비평가들로부터 역사적 사실 왜곡 등의 이유로 혹평을 받았다.[139][55]

2020년 영화 《다우》는 일리야 크르자놉스키(Ilya Khrzhanovsky)가 감독하고 비전문 배우이자 오케스트라 지휘자인 테오도르 쿠렌치스Teodor Currentzis가 란다우 역을 맡은 실험적인 영화 프로젝트이다.[139][55] 다우는 레프 란다우의 애칭이었다.[139][55] 이 영화는 다학제 예술 프로젝트 ''다우''의 일부였다.[56][57]

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