12. В 1950 г. была опубликована полуфеноменологическая теория сверхпроводимости Гинзбурга-Ландау, квинт-эссенция которой сосредоточена в одноименном уравнении. Интересно было бы обсудить, в какой мере эту теорию и уравнение можно причислить к главным достижениям Ландау. Вопрос немаловажный, так как, во-первых, наконец-то в 2003 г. В.Л. Гинзбург за это был удостоен Нобелевской премии и, во-вторых, на основе данной теории развивались все последующие теоретические работы по сверхпроводимости, в том числе работы авторов, также отмеченных Нобелевскими премиями. Если заносить это достижение на Скрижаль, то, наверное, можно было бы выгравировать на ней основной член уравнения:
— где A = rot Н есть векторный потенциал магнитного поля. Этот член напоминает по форме соответствующий член в знаменитом уравнении Шредингера для электрона. Но у Гинзбурга-Ландау он играет совершенно самостоятельную роль. У них квантово-механическое уравнение применяется не к микрочастице, а к конденсированным системам и объясняет их сверхпроводящее состояние.
Изначально это, конечно, работа В.Л. Гинзбурга. Естественно предположить, что именно поэтому И.К. Кикоин не включил упоминание о данной работе в Скрижали. Но обсуждение деталей и судьбы этой выдающейся работы в контексте ландауской историографии весьма поучительно для истории новейшей физики.
В статье памяти Ландау [Воспоминания…, 1988] Е.М. Лифшиц поясняет причины фундаментальной «полуошибки», допущенной Гинзбургом и Ландау в указанном члене уравнения. В нем звездочка обозначает величину некоторого элементарного эффективного заряда в сверхпроводнике, распределенного согласно введенной Гинзбургом ψ-функции, е* и m введены В.Л. Гинзбургом в уравнение сверхпроводимости по аналогии с записью волнового уравнения Шредингера, в котором указанные величины есть просто заряд и масса электрона. Однако волновая функция в уравнении сверхпроводимости заведомо не является волновой функцией электрона, и потому m может быть выбрано как произвольный коэффициент. При этом заряд е* не обязан быть априорно зарядом электрона. В.Л. Гинзбург полагал, что заряд е* «нужно <…> оставить в качестве свободного параметра» [Гинзбург, 1995. С. 340; 2003, С. 292]. Однако Ландау отверг идею о том, что в универсальное уравнение может входить некий эфемерный эффективный заряд. Тогда последний должен был бы каждый раз вычисляться заново в соответствии с множеством конкретных параметров сверхпроводника — его основным составом, неоднородностями, вариациями термодинамических и геометрических величин — и теория утрачивала бы свою универсальность. Следовательно, заряд е* должен был представлять собой некоторую универсальную величину чего-то естественного.
И вот Ландау предположил, что «нет оснований считать е* отличным от заряда электрона». Компромисс двух авторов свелся к тому, что вопрос о равенстве е = е* был оставлен открытым до экспериментальной проверки. Лишь в 1956 г. американцы выяснили, что на самом деле е*= 2е — это заряд так называемой куперовской пары электронов. Спаривание возникает при низких температурах у двух электронов с противоположными импульсами и спинами, кулоновское же отталкивание в паре преодолевается за счет обмена виртуальными фононами через кристаллическую решетку (микроскопическая теория сверхпроводимости БК1П, названная так по именам трех физиков — Бардина, Купера и Шрифера, которые получили за нее Нобелевскую премию). Здесь удивительно правильное качественное предсказание Ландау, указавшего на естественность вхождения целого элементарного заряда электрона в уравнение и ошибившегося ровно в два раза. Универсальность основной структуры уравнения Гинзбурга-Ландау обеспечивает возможность его применения во все расширяющемся фронте исследований сверхпроводимости, в частности, в теории сверхпроводящих сплавов (сверхпроводников II рода).