Lev Davidovich Landau, (geboren am 9. Januar [22. Januar, New Style], 1908, Baku, Russisches Reich (heute Aserbaidschan) - gestorben am 1. April 1968, Moskau, Russland, UdSSR), sowjetischer theoretischer Physiker, einer der Gründer der Quantentheorie der kondensierten Materie, deren wegweisende Forschung auf diesem Gebiet mit dem Nobelpreis für Physik von 1962 ausgezeichnet wurde.
Landau war ein mathematisches Wunderkind und enfant schrecklich. Seine Schulbildung spiegelte die Zickzacklinien radikaler Bildungsreformen in der turbulenten Zeit nach der russischen Revolution von 1917 wider. Wie viele Wissenschaftler der ersten sowjetischen Generation hat Landau einige Bildungsphasen wie das Gymnasium nicht offiziell abgeschlossen. Er hat auch nie eine Doktorarbeit geschrieben, da die akademischen Grade abgeschafft und erst 1934 wiederhergestellt wurden. Er absolvierte das Grundstudium der Physik an der Staatlichen Universität Leningrad, wo er von 1924 bis 1927 studierte. 1934 wurde Landau als promoviert ein bereits etablierter Gelehrter.
Bereits als Student veröffentlichte Landau seine ersten Artikel. In diesen Jahren erschien in Deutschland eine neue Theorie der Quantenmechanik, und der 20-Jährige beklagte sich darüber, dass er etwas zu spät gekommen sei, um an der großen wissenschaftlichen Revolution teilzunehmen. Bis 1927 war die Quantenmechanik im Wesentlichen abgeschlossen, und die Physiker begannen, an ihrer relativistischen Verallgemeinerung und Anwendung auf die Festkörper- und Kernphysik zu arbeiten. Landau reifte beruflich in Jakow I. Frenkels Seminar am Leningrader Physikalisch-Technischen Institut und dann während seiner Auslandsreise von 1929 bis 1931. Unterstützt von einem sowjetischen Stipendium und einem Rockefeller-Stipendium besuchte er Universitäten in Zürich, Kopenhagen und Cambridge und lernte insbesondere von den Physikern Wolfgang Pauli und Niels Bohr. 1930 wies Landau auf einen neuen Effekt hin, der sich aus der Quantisierung freier Elektronen in Kristallen ergibt - den Landau-Diamagnetismus im Gegensatz zu dem zuvor von Pauli behandelten Spin-Paramagnetismus. In einer gemeinsamen Arbeit mit dem Physiker Rudolf Peierls sprach sich Landau für die Notwendigkeit einer weiteren radikalen konzeptuellen Revolution in der Physik aus, um die wachsenden Schwierigkeiten in der relativistischen Quantentheorie zu lösen.
1932, kurz nach seiner Rückkehr in die Sowjetunion, zog Landau an das Ukrainische Physikalisch-Technische Institut (UFTI) in Charkow (heute Charkiw). UFTI wurde kürzlich von einer Gruppe junger Physiker organisiert und geleitet und betrat die neuen Bereiche der Kernphysik, Theorie und Niedertemperaturphysik. Landau berechnete zusammen mit seinen ersten Schülern - Evgeny Lifshits, Isaak Pomeranchuk und Aleksandr Akhiezer - Effekte in der Quantenelektrodynamik und arbeitete in enger Zusammenarbeit mit Lev Shubnikovs experimentellem Kryogeniklabor am Institut an der Theorie der Metalle, des Ferromagnetismus und der Supraleitung. 1937 veröffentlichte Landau seine Theorie der Phasenübergänge zweiter Ordnung, in der sich die thermodynamischen Parameter des Systems kontinuierlich ändern, seine Symmetrie jedoch abrupt wechselt.
Im selben Jahr führten politische Probleme zu seinem plötzlichen Umzug in das Institut für körperliche Probleme von Pjotr Kapitsa in Moskau. Institutionelle Konflikte an der UFTI und der Kharkov-Universität sowie Landaus ikonoklastisches Verhalten wurden im Kontext der stalinistischen Säuberung politisiert und führten zu einer lebensbedrohlichen Situation. Später im Jahr 1937 wurden mehrere UFTI-Wissenschaftler von der politischen Polizei festgenommen und einige, darunter Shubnikov, hingerichtet. Die Überwachung folgte Landau nach Moskau, wo er im April 1938 verhaftet wurde, nachdem er mit zwei Kollegen ein antistalinistisches Flugblatt besprochen hatte. Ein Jahr später gelang es Kapitsa, Landau aus dem Gefängnis zu entlassen, indem er dem russischen Premierminister Wjatscheslaw M. Molotow schrieb, er benötige die Hilfe des Theoretikers, um die in flüssigem Helium beobachteten neuen Phänomene zu verstehen.
Eine quantentheoretische Erklärung von Kapitsas Entdeckung der Superfluidität in flüssigem Helium wurde 1941 von Landau veröffentlicht. Landaus Theorie stützte sich auf ein Konzept kollektiver Anregungen, das Frenkel und der Physiker Igor Tamm etwas früher vorgeschlagen hatten. Als quantisierte Einheit der kollektiven Bewegung vieler Atomteilchen kann eine solche Anregung mathematisch beschrieben werden, als wäre es ein einzelnes Teilchen einer neuartigen Art, das oft als "Quasiteilchen" bezeichnet wird. Um die Superfluidität zu erklären, postulierte Landau, dass es neben dem Phonon (dem Quantum einer Schallwelle) eine weitere kollektive Anregung gibt, das Roton (das Quantum der Wirbelbewegung). Landaus Theorie der Superfluidität gewann in den 1950er Jahren Akzeptanz, nachdem mehrere Experimente einige neue Effekte und darauf basierende quantitative Vorhersagen bestätigten.
1946 wurde Landau zum ordentlichen Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR gewählt. Er organisierte eine theoretische Gruppe im Institut für körperliche Probleme mit Isaak Khalatnikov und später Alexey A. Abrikosov. Neue Studenten mussten eine Reihe herausfordernder Prüfungen bestehen, die als Landau-Minimum bezeichnet wurden, um der Gruppe beizutreten. Das wöchentliche Kolloquium der Gruppe diente als Hauptdiskussionszentrum für theoretische Physik in Moskau, obwohl viele Redner die verheerende Kritik, die bei ihren Sitzungen als normal angesehen wurde, nicht bewältigen konnten. Im Laufe der Jahre veröffentlichten Landau und Lifshits ihren mehrbändigen Kurs für Theoretische Physik, ein wichtiges Lerninstrument für mehrere Generationen von Forschungsstudenten weltweit.
Die kollektive Arbeit der Landau-Gruppe umfasste praktisch alle Bereiche der theoretischen Physik. 1946 beschrieb er das Phänomen der Landau-Dämpfung elektromagnetischer Wellen im Plasma. Landau erhielt 1950 zusammen mit Vitaly L. Ginzburg die korrekten Gleichungen der makroskopischen (phänomenologischen) Theorie der Supraleitung. In den 1950er Jahren entdeckten er und Mitarbeiter, dass selbst in der renormierten Quantenelektrodynamik eine neue Divergenzschwierigkeit auftritt (die Moskauer Null oder der Landau-Pol). Das Phänomen, dass die Kopplungskonstante bei einer gewissen Energie unendlich wird oder verschwindet, ist ein wichtiges Merkmal moderner Quantenfeldtheorien. Zusätzlich zu seiner Theorie der Superfluidität von 1941 führte Landau 1956–58 eine andere Art von Quantenflüssigkeit ein, deren kollektive Anregungen sich statistisch eher als Fermionen (wie Elektronen, Neutronen und Protonen) als als Bosonen (wie Mesonen) verhalten. Seine Fermi-Liquid-Theorie bildete die Grundlage für die moderne Theorie der Elektronen in Metallen und half auch bei der Erklärung der Superfluidität in He-3, dem leichteren Heliumisotop. In den Arbeiten von Landau und seinen Schülern wurde die Methode der Quasiteilchen erfolgreich auf verschiedene Probleme angewendet und zu einer unverzichtbaren Grundlage der Theorie der kondensierten Materie entwickelt.
Auch nach seiner Heirat im Jahr 1939 hielt Landau an der Theorie fest, dass eine Gewerkschaft die sexuelle Freiheit beider Partner nicht einschränken darf. Er mochte die Naturphilosophie des dialektischen Materialismus nicht, besonders wenn sie auf die Physik angewendet wurde, aber er hielt den historischen Materialismus - die marxistische politische Philosophie - als Beispiel für wissenschaftliche Wahrheit aufrecht. Er hasste Joseph Stalin für den Verrat an den Idealen der Revolution von 1917 und kritisierte nach den 1930er Jahren das Sowjetregime als nicht mehr sozialistisch, sondern faschistisch. Landau war sich bewusst, dass die früheren politischen Anklagen gegen ihn nicht offiziell zurückgezogen worden waren, und führte einige Berechnungen für das sowjetische Atomwaffenprojekt durch. Nach Stalins Tod im Jahr 1953 lehnte er jedoch klassifizierte Arbeiten ab, die für seinen persönlichen Schutz nicht mehr erforderlich waren. Der Wissenschaftskult der Nachkriegszeit trug zur öffentlichen Anerkennung und Heldenverehrung bei, die er in seinen späteren Jahren erhielt. 1962 erlitt Landau bei einem Autounfall schwere Verletzungen. Den Ärzten gelang es, sein Leben zu retten, aber er erholte sich nie genug, um zur Arbeit zurückzukehren, und er starb an den folgenden Komplikationen.
