Lew Dawidowitsch Landau (russisch Лев Давидович Ландау; * 9. Januarjul. / 22. Januar 1908greg. in Baku, Russisches Kaiserreich; † 1. April 1968 in Moskau) war ein sowjetischer Physiker und Nobelpreisträger.
Landau war der Sohn des Ingenieurs der Caspian-Black Sea Joint-Stock Company Dawid Lwowitsch Landau (1866–1943), der in den Erdölfeldern bei Baku arbeitete, und der Pharmakologin Ljubow Harkavy-Landau. Beide Eltern waren jüdisch und lebten seit 1905 in Baku. Lew Landau beendete bereits 1921 die Schule und studierte ab 1922 an der physikalisch-mathematischen und chemischen Fakultät der Staatlichen Universität von Baku
1924 wechselte er zur physikalischen Abteilung der Universität Leningrad, wo er Assistent von Abram Joffe wurde. Enge Studienfreunde waren George Gamow und Dmitri Iwanenko. 1926 erschien seine erste Veröffentlichung. 1929 erhielt Landau ein Forschungsstipendium, das ihn zu Max Born (Göttingen), Paul Ehrenfest (Leiden), Werner Heisenberg (Leipzig) und Wolfgang Pauli (Zürich) führte. Außerdem besuchte er Niels Bohr (in Kopenhagen, wo er nach 1929 auch 1933 und 1934 war) und Ernest Rutherford (Cambridge). In dieser Zeit entwickelte sich auch die Zusammenarbeit mit Rudolf Ernst Peierls.
Nach seiner Rückkehr nach Leningrad (1931) übernahm Landau 1932 die Leitung der Abteilung für Theoretische Physik am Physikalisch-Technischen Institut an der Universität Charkiw, damals Sowjetunion, heute Ukraine, wo er 1933 auch eine Professur für Theoretische Physik am Institut für Mechanik und Maschinenbau übernahm. Aufgrund seiner Verdienste wurde ihm 1934, ohne Vorlage einer Dissertation, der Doktorgrad verliehen. 1935 erhielt er eine Professur für Allgemeine Physik an der Universität Charkiw.
Landau lebte mit Konkordija (Kora) Terentjewna Drobanzewa zusammen, einer Chemie-Absolventin und Ingenieurin in einer Süßwarenfabrik, die er Mitte der 1930er Jahre in Charkow kennenlernte. 1946 kam der Sohn Igor zur Welt und das Paar heiratete offiziell.
1937 folgte er einem Ruf Pjotr Kapizas an das Physikalische Institut in Moskau und übernahm dort die Leitung der Abteilung Theoretische Physik. Im April 1938 wurde Landau vom Geheimdienst zusammen mit seinen Freunden Moisei Korez und Juri Rumer verhaftet. Der Grund war nach Gennady Gorelik ein antistalinistisches (aber von sozialistischem Pathos getragenes) Flugblatt, das er mit seinen Freunden am 1. Mai verbreiten wollte. Nach seiner Entlassung, die nach einer mutigen Einmischung von Kapiza 1939 beim Geheimdienstchef Lawrenti Beria zustande kam, kehrte er an das Moskauer Institut zurück, wo er eine wissenschaftliche Schule gründete, aus der einige international bekannte Physiker hervorgingen.
Ende der 1940er Jahre und Anfang der 1950er Jahre arbeitete er am sowjetischen Wasserstoffbombenprojekt. Er organisierte die numerischen Rechnungen, mit denen eine erfolgreiche Vorhersage der Energiefreisetzung der ersten sowjetischen Wasserstoffbombe gelang (die nach Ideen von Andrei Sacharow im Slojka (Blätterteig)-Design gebaut wurde). Landau wurde dafür mit zwei Stalinpreisen (1949, 1953) und als Held der sozialistischen Arbeit (1954) ausgezeichnet. In den 1950er Jahren war er am Institut für Physikalische Probleme der Sowjetischen Akademie der Wissenschaften (dem späteren Kapiza-Institut). Nach wie vor misstraute man ihm von offizieller Seite, er durfte zum Beispiel trotz seines hohen Ansehens keine Auslandsreisen in den Westen machen und auch die Leitung des Instituts blieb bei Kapiza. Ein Grund dafür war, dass er kein Blatt vor den Mund nahm und sich häufig sarkastisch äußerte.
Am 7. Januar 1962 ereignete sich ein schwerer Unfall: Auf dem Weg von Moskau nach Dubna stieß Landaus Auto auf vereister Straße mit einem entgegenkommenden Lastwagen zusammen. Elf Knochen und der Schädel waren gebrochen. Er rang in den anschließenden Wochen mit dem Tode und musste mindestens viermal bzw. sechsmal wiederbelebt werden. Nach drei Monaten erwachte Landau wieder aus dem Koma. Von den Folgen des Unfalls jedoch konnte er sich nie wieder vollständig erholen, und er erlangte auch seine große Kreativität nicht annähernd zurück, trotz der Unterstützung seiner vielen Schüler und der sowjetischen Physiker-Gemeinde bei seiner Genesung. Als ihm im selben Jahr der Nobelpreis für Physik verliehen wurde, konnte er ihn nicht persönlich entgegennehmen. Lew Landau starb letztlich an den Folgen des Autounfalls sechs Jahre später am 1. April 1968.
Landaus Forschergruppe wurde zum Kristallisationskeim des 1965 gegründeten, weltweit bekannten Landau-Instituts für Theoretische Physik in Tschernogolowka bei Moskau. Zu dessen ersten Mitgliedern gehört der spätere Nobelpreisträger Alexei Alexejewitsch Abrikossow, der dort bis 1988 forschte.
Landau lieferte Arbeiten zu fast allen Bereichen der modernen Physik. Nach frühen Forschungen zur Quantenmechanik und zum Magnetismus untersuchte er 1930 die diamagnetischen Eigenschaften von Metallen (u. a. Landau-Quantisierung), 1935 formulierte er mit Lifschitz eine mathematische Darstellung der Magnetisierungsmechanismen bei Ferromagnetika und sagte die ferromagnetische Resonanz voraus (siehe auch Landau-Lifschitz-Gilbert-Gleichung). In einer seiner ersten Veröffentlichungen führte er 1927 die Dichtematrix ein (unabhängig von John von Neumann um die gleiche Zeit). Bei einer Arbeit über Höhenstrahlung begründete er 1938 die Kaskadentheorie der Elektronenschauer. Ebenfalls in den 1930er Jahren begann Landau mit Forschungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. 1936/37 entwickelte er die Theorie von Phasenübergängen 2. Art (für die Supraflüssigkeiten ein Beispiel sind). Ab 1938 erklärte er theoretisch viele der Eigenschaften der von Kapiza bei flüssigem Helium-4 experimentell entdeckten Suprafluidität, bei der ein Stoff ab (= unterhalb) einer bestimmten, stoffcharakteristischen Sprungtemperatur seine viskosen Eigenschaften verliert. Zum Beispiel sagte er den Zweiten Schall voraus und zog Phononen und Rotonen als elementare Quasiteilchen-Anregungen von Supraflüssigkeiten als Erklärung heran. 1940/41 formulierte er die Theorie der Suprafluidität auf quantenmechanischer Grundlage. 1948 bewies er das Landau-Yang-Theorem; 1950 stellte Landau zusammen mit Witali Ginsburg die phänomenologische Theorie der Supraleitung auf, welche die elektromagnetischen Eigenschaften dieser Leiter bei niedrigsten Temperaturen zusammenfasste (Ginsburg-Landau-Theorie). 1956 entwickelte er die nach ihm benannte Theorie von Fermiflüssigkeiten (Landau-Fermi-Flüssigkeiten).
Gegen Ende der 1950er Jahre arbeitete Landau mit seiner Schule auch über Elementarteilchentheorien und Quantenfeldtheorien, ein Bereich, den er vorher trotz der Erfolge von Richard Feynman und anderen im Westen gemieden hatte. Hier gelangen ihm und einigen anderen sowjetischen Physikern wie z. B. Isaak Pomerantschuk die Entdeckung eines inhärenten Problems der Quantenelektrodynamik, die Divergenz der Kopplungskonstanten mit zunehmender Energie (oder anders ausgedrückt des „Verschwindens der nackten Ladung“). Das führte dazu, dass die Quantenfeldtheorie allgemein in der russischen Schule, die stark von Landau dominiert war, noch lange Zeit mit starker Skepsis betrachtet wurde. Nach der Entdeckung der Paritätsverletzung der schwachen Wechselwirkung schlug er 1957 als neue Symmetrie die CP-Symmetrie vor, 1964 wurde allerdings gezeigt, dass auch diese verletzt ist.
Er befasste sich auch mit Astrophysik, wobei er 1932 die Chandrasekhar-Grenze berechnete und Neutronensterne vorhersagte (wie auch etwas später Robert Oppenheimer), und zwar vor Entdeckung des Neutrons. Landau war auch ein Kritiker früher Sternmodelle etwa von Arthur Eddington. In der Plasmaphysik sind die Landau-Dämpfung (1946) und die Landau-Länge nach ihm benannt. Eine später überholte Theorie der Turbulenz (Landau-Hopf-Theorie) stammt von ihm (1944) und (unabhängig) Eberhard Hopf und postulierte eine schrittweise Zunahme von jeweils neuen inkommensurablen Frequenzen im Fourierspektrum. Die Theorie war lange als Erklärung der Entstehung von Turbulenz (Chaos) populär. Am Ende zeigte die Chaostheorie ab den 1970er Jahren, dass ganz andere Szenarien beim Übergang zum Chaos auftreten (wie Seltsame Attraktoren nach David Ruelle, Floris Takens mit in gewissem Sinn endlich vielen Freiheitsgraden, aber unendlich vielen Frequenzen, Periodenverdopplung und Feigenbaum-Szenarium).