Вечерами Ландау занимался английским языком. Знание немецкого и французского облегчало дело. Разговорная практика бала постоянной и, как говорится, на высшем уровне. Прошло немного времени. И знакомые англичане уже считали, что он вполне прилично говорит по-английски.
Ландау любил приходить к Капице на Хантингтон-Роуд. Жена Петра Леонидовича Анна Алексеевна устраивала чаепития, народу собиралось много, было шумно и весело. Петр Леонидович умел занять своих гостей. Он был великий мастер составлять задачи-головоломки. Но гости справлялись с самыми трудными задачами. Можно представить себе, какую радость испытывал хозяин, когда они признавали себя побежденными!
Анна Алексеевна была очень молода, Дау смотрел на нее, как на ровесницу. Едва освоившись на вечерах у Капицы, он начал дразнить хозяев:
— Как, неужели Анна Алексеевна и Петр Леонидович осуждены на пожизненное созерцание друг друга? Они и в самом деле никогда не собираются разводиться? Печальная история, однако…
Анна Алексеевна не выдерживала и прогоняла Дау. Несколько дней он не появлялся, а потом снова заходил на огонек. Ему приятно было общество Петра Леонидовича и Анны Алексеевны, радостно было слышать родную речь и так и подмывало «начать дразне-ние».
Словно неведомая сила, быть может, тот самый дух противоречия, что мучил его в детстве, брал верх, и он с невинным видом вдруг начинал:
— Ничего нового?
— Нет, все по-старому.
— Разводиться не думаете?
И все повторялось сначала.
Точно так же он вел себя и в отношении Эдварда Теллера. Они познакомились в Копенгагене. Теллер незадолго до того женился, и Дау одобрял его выбор.
«Ему доставляло наслаждение говорить то, что должно было шокировать буржуазное общество, — вспоминал Теллер через тридцать лет. — Он допытывался у нас, как долго мы намерены состоять в браке. Когда мы ответили, что наши планы определенно простираются на весьма длительное время, что нам и в голову не может прийти мысль о разводе, Дау отнесся к этому крайне неодобрительно и начал доказывать, что только капиталистическое общество может заставить своих членов портить самую хорошую вещь, растягивая ее до бесконечности».
Ландау было двадцать два года. Он был твердо убежден, что никогда не женится.
В 64-м номере журнала «Zeitschrift fur Physik» за 1930 год была напечатана ставшая классической работа Ландау «Диамагнетизм металлов». Многие поняли, что Ландау один из способнейших физиков своего времени, до этого то и дело раздавались голоса: «Ландау? Потрясающий критический ум!» Тем самым говорившие как бы хотели подчеркнуть, что своих великих идей у молодого ученого нет. Теперь этим разговорам пришел конец. Ландау заявил о себе как о первоклассном физике-теоретике, ученом, каких не так уж много.
Следующая страница путешествий Ландау — Цюрих. Здесь он состязался в спорах с Вольфгангом Паули. Паули был на восемь лет старше Дау, но на яростные нападки русского теоретика отвечал тем же тоном. В конце концов довели друг друга до хрипоты.
— Все-таки вы должны признать, — говорил Ландау, — что не все, что я говорю, — бессмыслица.
— То, что вы говорите, настолько ошеломляет, — отвечал обессиленный Паули, — что я вообще не знаю, есть тут смысл или нет.
Еще в 1927 году Паули пришел к выводу: изменение поступательного движения электронов в магнитном поле может привести к дополнительному магнетизму. Ландау усмотрел ошибку в доказательстве этого положения, хотя оно стало общепризнанным и ни у кого из ученых не вызывало сомнений.
Современная наука о магнетизме подразделяет все тела на ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. Ферромагнетики обладают магнетизмом в отсутствие внешнего поля. У парамагнетиков весьма малый собственный магнетизм, а диамагнетики вообще его не имеют, однако намагничиваются под влиянием внешнего поля. При этом парамагнетики намагничиваются вдоль внешнего поля, так что магнитное поле внутри парамагнетика больше, чем приложенное извне. Что касается диамагнетиков, то они намагничиваются против внешнего поля и как бы частично выталкивают из своей толщи внешнее магнитное поле.
Ландау показал, что движение электрона в присутствии магнитного поля нельзя рассматривать с помощью методов классической механики. В действительности электрон в магнитном поле обладает дискретными (прерывными) энергетическими уровнями, которые описываются особой формулой. Расстояние между этими уровнями пропорционально полю. В результате такой дискретности уровней оказывается, что электронный газ обладает диамагнетизмом, связанным с изменением поступательного движения электронов. При больших значениях поля магнитная восприимчивость периодически меняется с изменением поля. Это явление получило название «диамагнетизма Ландау».
Ландау заинтересовала гипотеза Паули о существовании чрезвычайно слабо взаимодействующей с веществом электронной частицы нейтрино. Это было время, когда науке были известны только две элементарные частицы — электрон и протон, и гипотеза Паули о существовании еще одной частицы, да еще наделенной странными свойствами, большинству ученых показалась искусственной и неправдоподобной. Ландау сразу понял, что Паули прав.
Однажды Дау присутствовал на лекции Паули. После лекции известный австрийский философ профессор N затеял с Паули спор о теории относительности. Паули разбил доводы философа, но тот не сдавался и так запутал аудиторию, что многие перестали понимать, о чем идет речь.
— В чем разница между выступлением профессора Паули и профессора N? — спросил у Ландау молодой репортер местной газеты.
— В том, что профессор Паули понимает, о чем говорит, а профессор N — нет, — ответил Ландау.
В 1931 году Ландау был участником берлинского семинара Эр-вина Шредингера. В центре внимания участников семинара оказалось сообщение Рудольфа Пайерлса, который докладывал о новой работе, выполненной им вместе с Ландау, — «Распространение принципа неопределенности на релятивистскую квантовую теорию».
В юмореске «К пятидесятилетию Рудольфа Пайерлса», написанной его друзьями в 1957 году, о тридцатых годах сказано следующее:
«В это время он внес свой крупный вклад в квантовую теорию излучения, и тут они с Ландау заварили такую кашу, что Бор и Розенфельд расхлебывали ее несколько месяцев».
И вот Ландау и Пайерлс снова у Бора в Копенгагене. В книге «Квантовая электродинамика» Леон Розенфельд вспоминает:
«Я приехал в институт в последний день февраля 1931 года для годичного пребывания там, и первым, кого я увидел, был Гамов. Я спросил его о новостях, и он ответил на своем образном языке, показав мне искусный рисунок карандашом, который он только что сделал. На рисунке был изображен Ландау, крепко привязанный к стулу и с заткнутым ртом, а Бор, стоявший перед ним с поднятым указательным пальцем, говорил: “Bitte, bitte, Landau, muss ich nur ein Wort sagen!” (“Погодите, погодите, Ландау, дайте мне хоть слово сказать!”)
