Воспоминания о Л. Д. Ландау

Б. Г. Лазарев ИЗ ВОСПОМИНАНИЙ

Встретился и познакомился я с Львом Давидовичем в 1934 г. в Харькове, когда приехал из Ленинграда в УФТИ, в криогенную лабораторию к Льву Васильевичу Шубникову набираться криогенного экспериментального, методического, организационного, технического опыта. Нужно это было в связи с планировавшимся созданием криогенной лаборатории в Уральском физико-техническом институте. Криогенная лаборатоия УФТИ была первой лабораторией в нашей стране, работавшей с жидкими водородом (с 1931 г.) и гелием (с конца 1932 г.). К 1934 г. работа шла полным ходом. Шли работы по сверхпроводимости, по аномалиям теплоемкости и магнитных свойств ряда веществ, которые потом станут называться антиферромагнетиками (в развиваемой в то время Львом Давидовичем теории). К этому времени криогенная лаборатория УФТИ уже по-своему играла роль Лейденской лаборатории, которая, как известно, охотно принимала на длительные сроки приезжающих в нее поработать в области низких температур и этим выполнила очень важную международную задачу. Кстати, в Лейдене в 20-х годах по нескольку лет работали И. В. Обреимов, Л. В. Шубников, О. Н. Трапезникова. В 1934 г. в УФТИ работал приехавший из Англии М. З. Руэман над техническими задачами применения глубокого охлаждения.

Лев Васильевич встретил меня очень благожелательно, хотя, пожалуй, вначале удивился смелости темы —найти ядерный парамагнетизм вещества из измерений его магнитной восприимчивости при гелиевых температурах, но, узнав о практически неограниченном времени, которое на это давалось, предоставил мне самые лучшие условия работы. По идее таких измерений, принадлежавшей Я. Г. Дорфману, в лаборатории которого я работал, возможными веществами могли быть такие диамагнитные вещества, как гидрид лития, метан и водород, предпочтение он отдавал метану. Работа проведена была на водороде (нормального ортопара состава), который в отличие от других веществ получали практически идеально чистым, что, естественно, было одним из жестких требований эксперимента. В дальнейшем выяснилось, что водород и по природе вещей был единственно возможным объектом. Измерения были проведены по методу Гюи на микровесах, специально для этой цели изготовленных в ЛФТИ. Работа успешно была закончена в начале 1936 г. Так излишне подробно пишу об этом вот почему.

Возможно, благодаря очень дружеским отношениям Льва Давидовича с Львом Васильевичем, который с большим интересом относился к моей работе, а также атмосфере научного интереса на институтских семинарах и вообще дружной атмосфере в УФТИ с Львом Давидовичем у меня установились и сохранялись всегда добрые отношения. О ведущейся работе по магнитным измерениям на твердом водороде с указанной целью Л. Д. Ландау знал. Более того, после ее окончания она подробно обсуждалась с ним и он факт обнаружения и измерения ядерного парамагнетизма в эксперименте и очень малое время намагничивания твердого водорода (прибор следил за ходом магнитного поля без заметного запаздывания), как и мы, экспериментаторы, считал установленным. С экспериментаторов какой спрос? А для некоторых теоретиков это было далеко не так ясно. Очень многое Л. Д. решал, казалось бы, сразу —в уме (так это, наверное, часто и бывало). В частности, по-видимому, малое время ядерного намагничивания ортоводорода у него не вызывало сомнений. В это же время по этому же поводу Гайтлер и Теллер (1935 г.) сделали ошибочный вывод о практической невозможности измерения ядерного намагничивания неметаллов, в частности водорода, так как по их вычислениям время намагничивания оказалось больше 10¹² с (больше 10⁵ лет). Под влиянием харьковских измерений Гайтлер и Фрелих (1936 г.) заново решили эту задачу — специально для водорода — с учетом того обстоятельства, что у ортоводорода до самых низких температур сохраняется ротационный момент. Время намагничивания при низких температурах оказалось —0,1 с. Кстати, из перечисленных возможных веществ по этому признаку пригоден только водород. Долгое время мне казалось, что работа по измерению ядерного парамагнетизма у нас удачно «проскочила». Действительно, журнал со статьей Гайтлера и Теллера (Proc. Roy. Soc., 1935) о невозможности измерений ядерного намагничивания на неметаллах задержался доставкой в Харьков, а за это время работа была сделана. Думалось — а если бы до начала работы эта статья пришла? Может быть, и постановку эксперимента отменили бы — такой солидный журнал! Теперь, по прошествии долгого времени, мне кажется, что этого не было бы, так как теоретическая ошибка в статье была бы замечена тем же Л. Д. Ландау. Ведь на его глазах делалась «невозможная» работа. Мне теперь кажется, что она не вызывала сомнения в постановке и в обсуждении полученных результатов у Л. Д., потому что он обладал невероятной способностью оценивать физику явлений. В этом проявлялось то, что в харьковский период формулировалось как некоторое правило: «Если Ландау сказал да, так это-таки да! Однако…» Об «однако» будет дальше. Это свойство проявлялось и в крупных и в сравнительно незначительных задачах. К примеру, в одной из работ Л. В. Шубникова и В. И. Хоткевича (1936 г.), очень важной в процессе создания представлений о природе сверхпроводимости (в работе измерялись критические значения поля и тока для чистого сверхпроводника — олова), нужно было точное знание деталей: значение индуктивности кольца в сверхпроводящем состоянии, количественное определение магнитного поля, наведенного током в центре сверхпроводящего кольца, на основании измерений магнитного поля катушкой с конечными размерами по длине и диаметру (сейчас это просто решаемая на ЭВМ задача). В статье Л. В. Шубникова и В. И. Хоткевича значения этих величин в соответствующих формулах стоят. В ответ на мой вопрос Льву Васильевичу: «Откуда вы взяли эту величину?» — последовал ответ: «Ландау написал». Это отнюдь не свидетельствует о беспомощности Льва Васильевича. Он, естественно мог их подсчитать или оценить сам, но Ландау просто писал ответ, после буквально нескольких строчек вычислений. Несколько строк (именно по этому поводу), написанных рукой Л. Д., и сейчас хранится у нас в лаборатории в одной из рабочих тетрадей Льва Васильевича рядом с рисунком кольца. Решению задачи об индуктивности кольца в нормальном состоянии при высоких частотах (когда толщина слоя, по теперешним представлениям, меньше глубины проникновения) была посвящена статья 1931 г. одного из наших крупных теоретиков, ответ, естественно, совпадал с ответом для сверхпроводящего кольца. Л. Д. не знал этой статьи и решения, и, когда я ему сказал об этом, он ответил: «Фи! Статья по такому пустяку». Однако иронические, а то и отрицательные высказывания Л. Д., пожалуй, были для него не редкостью. Но в положительных определениях его «да» действительно, как сказано, было да.

В январе (23—25) 1937 г. в УФТИ проходила выездная сессия физической группы АН СССР, посвященная работам по физике низких температур. На сессии присутствовали А. Ф. Иоффе, В. А. Фок, С. И. Вавилов и другие, было сделано 10 докладов. Начиналась сессия докладом Л. Д. о теории сверхпроводимости. Были также его доклад по теории фазовых превращений, доклад Л. В. Шубникова о работах криогенной лаборатории, мой доклад о магнитных измерениях на водороде, О. Н. Трапезниковой — об аномалиях теплоемкости хлоридов железной группы, доклад А. И. Лейпунского о работе института, доклады А. Ф. Прихотько, М. З. Руэмана и др.— это было по существу первое совещание по физике и технике низких температур. Существует фотография. Она сделана во время сессии; на ней А. И. Лейпунский, С. И. Вавилов, А. Ф. Иоффе, Л. Д. Ландау, Л. В. Шубников.

Хочется сказать о работе Л. Д. по анизотропии сверхпроводников в промежуточном состоянии и экспериментальном количественном обнаружении такого состояния Л. В. Шубниковым. И первое, и второе было сделано и опубликовано в одном и том же 1937 г. Мне кажется, это хороший пример эффективности исследований, о котором так много говорится. Замечу, что в истории структуры промежуточного состояния сверхпроводников следовало бы помнить эти приоритетные работы.

Относясь с глубоким уважением к Льву Давидовичу, нельзя не сказать о некоторых его ошибочных суждениях. Если говорить о науке, то, например, Л. Д. относился долгое время резко отрицательно к возможностям определения энергетического спектра электронов в металле по результатам исследований кинетических явлений — сопротивления металлов в магнитном поле и холл-эффекта. Я помню его прямо-таки негодование после докладов харьковских и московских экспериментаторов на киевском совещании по физике низких температур в 1954 г. по изучению гальваномагнитных свойств металлов: «Неужели не найдется теоретика, который бы разъяснил этим… экспериментаторам бессмысленность таких измерений. Нужны исследования только термодинамических свойств, да и то на крайне ограниченном круге металлов». Л. Д. считал для этой цели едва ли не единственным пригодным металлом магний.

Экспериментальные исследования, естественно, продолжались и углублялись. В конце концов сначала Илья Михайлович Лифшиц убедился в важности работ экспериментаторов. Он первым осмелился вступить в тяжелую дискуссию с Львом Давидовичем и убедить его. Известно, что не только термодинамические, но и кинетические явления легли в основу созданной Ильей Михайловичем и его сотрудниками современной теории металлов, основанной на качественных представлениях о структуре поверхностей Ферми. Для определения у целого ряда металлов формы поверхности Ферми в очень большой море использовали именно кинетические явления — электросопротивление монокристаллов металлов в магнитном поле при низких температурах.

Не считал Л. Д. объектом, достойным теоретических работ, также жидкости, считая их, конечно, очень важными для практических целей. Правда, и в настоящее время аморфное (подобное жидкости) состояние металлов озадачивает теоретическую физику и, как часто бывает, экспериментальное изучение их и практическое использование идут пока со значительным опережением.

В последний раз Лев Давидович был в Харькове в 1956 г., он сохранил добрые чувства к институту и к криогенной лаборатории и высказался письменно: «Приятно было встретиться с коллективом, так горячо заинтересованным в нашей науке. В 1956 г. могу пожелать Вам всем новых и все более ярких успехов! Л. Ландау».

Нельзя оставить в стороне мнение Л. Д. о спорте: «Каждый уважающий себя физик должен ходить на лыжах или играть в теннис». Он действительно делал и то и другое, но делал «по-ландауски». В 30-е годы в институте были хорошие теннисисты, в частности К. Д. Синельников, А. Ф. Прихотько, О. Н. Трапезникова и др. Играл в теннис Л. Д. совершенно по-своему (необычными были и стойка, и удар), однако подвижность его и «поперечник захвата» мяча были невероятными, и он подчас обыгрывал хороших теннисистов.

Последний раз я виделся со Львом Давидовичем в апреле 1968 г., когда в Институте физпроблем поздравляли его с 60-летием. Было бесконечно грустно пожать руку угасавшему Ландау, эпохой вошедшему в нашу и мировую науку.