Ломоносовская премия - 1957: Н.Н.Боголюбов

Квантовые системы, состоящие из большого числа тождественных частиц, обнаруживают при низких температурах весьма своеобразное явление вырождения. Это явление было изучено лишь для идеальных газов. Первые результаты по теории вырождения для неидеальных газов были получены в 1947–1948 гг. Боголюбов показал, что слабо неидеальный Бозе-газ может находиться в вырожденном состоянии, и будет обладать при этом свойством сверхтекучести. Этим был сделан первый шаг по пути построения микроскопической теории сверхтекучести гелия-II. Существенным фактором, обеспечивающим возможность решения задачи, явилось условие существования в системе конденсата, т.е. пребывания макроскопически большого числа частиц системы в наинизшем энергетическом состоянии. Был сделан важный вывод о том, что только газ со взаимодействием обладает свойством сверхтекучести, тогда как идеальный Бозе-газ этим свойством не обладает. Была высказана важная идея о том, что наиболее существенным является взаимодействие частиц с противоположными импульсами. Развитие этих идей и методов позволило Боголюбову создать последовательную микроскопическую теорию сверхпроводимости. Важную роль в понимании существа явления сверхпроводимости сыграла идея Фрелиха о решающей роли взаимодействия электронов с колебаниями решётки и предсказание на её основе изотопического эффекта. Однако решение проблемы на основе предложенного Фрелихом гамильтониана не удавалось из-за чисто математических трудностей. Решение этой проблемы позволило Боголюбову не только построить последовательную теорию сверхтекучести, но и установить факт фундаментального значения, согласно которому сверхпроводимость может рассматриваться как сверхтекучесть электронного газа. Долгое время предполагалось, что свойство сверхтекучести является специфическим свойством бозевских систем. Оказалось, однако, что им при известных условиях обладают и фермиевские системы. Единственным существенным различием между сверхтекучими и сверхпроводящими системами заключается в том, что в сверхтекучих системах токовое состояние метастабильно, а в сверхпроводящих – стабилизируется магнитным полем.