Из Англии Ландау едет в Цюрих, к Паули. Его интересует гипотеза Паули о существовании чрезвычайно слабо взаимодействующей с веществом элементарной частицы нейтрино. Большинству учёных гипотеза эта казалась искусственной и неправдоподобной. Дау сразу поверил в возможность существования частицы со столь странными свойствами. В Цюрихе он не пропускает ни одной лекции Паули. Однажды после лекции известный австрийский философ, профессор N затеял с Паули спор о принципе относительности. Паули разбил доводы философа, но тот не сдавался, придумывал новые вопросы и так запутал аудиторию, что многие перестали понимать, о чём идёт речь.
– Не будете ли вы любезны объяснить мне, в чём разница между выступлением профессора Паули и профессора N? — спросил у Ландау молодой репортёр местной газеты.
– В том, — ответил Ландау, — что профессор Паули понимает, о чём говорит, а профессор N — нет.
Друзья-иностранцы не догадывались, как много Дау работает. И на родине он не любил распространяться о том, что трудится с утра до ночи, а новым знакомым и подавно этого не рассказывал. Участникам семинаров он стал известен способностью моментально замечать ошибки и неточности в чужих работах. Когда о нём заходила речь, кто-нибудь непременно произносил:
– Ландау? Потрясающий критический ум!
Многие считали, что со временем он станет своеобразным научным критиком, и не более. Но они ошибались.
В 1927 году Вольфганг Паули пришёл к выводу: изменение поступательного движения электронов в магнитном поле не может привести к дополнительному магнетизму. Ландау усмотрел ошибку в доказательстве этого положения, хотя оно стало общепризнанным и ни у кого из учёных не вызывало сомнений. В № 64 «Zeitschrift fur Physik» за 1930 год появилась статья Л. Ландау «Диамагнетизм металлов».
С точки зрения современной науки о магнетизме все тела подразделяются на ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. Ферромагнетики обладают магнетизмом в отсутствие внешнего поля. Парамагнетики и диамагнетики не обладают собственным магнетизмом, 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.
