От Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович Капица

От Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович КапицаПётр Леонидович Капица родился в 1894 году в Кронштадте в дворянской семье. Его отец — Леонид Капица — военный инженер, генерал-майор русской армии, мать — преподаватель, исследовательница русского фольклора.

В 1905 году он поступил в гимназию. Через год из-за слабой успеваемости по латыни переходит в Кронштадтское реальное училище. В 1914 году П.Л. Капица поступил на электромеханический факультет Петербургского политехнического института. Там его научным руководителем стал выдающийся физик А.Ф. Иоффе, отметивший способности студента к физике и сыгравший выдающуюся роль в его становлении как ученого. В 1916 году в «Журнале русского физико-химического общества» были опубликованы первые научные работы П.Л. Капицы «Инерция электронов в амперовых молекулярных токах» и «Приготовление волластоновских нитей». В начале 1915 года П.Л. Капица несколько месяцев находился на фронте первой мировой войны, и, работая водителем санитарной автомашины, возил раненых на польском фронте.

От Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович КапицаИз-за бурных революционных событий П.Л. Капица окончил политехнический институт только в 1919 году. С 1918 по 1921 — преподавал в Петроградском политехническом институте, одновременно работал научным сотрудником кафедры физики этого института. В 1920 году Петр Леонидович и будущий всемирно известный физик и Нобелевский лауреат Н.Н. Семенов предлагают метод определения магнитного момента атома, основанный на взаимодействии атомного пучка с неоднородным магнитным полем. Это научная работа Капицы стала первым заметным опытом в области атомной физики.

Работу по специальности Иоффе предложил Капице еще до защиты диплома. Начинающего специалиста приглашали в Рентгенологический и радиологический институт. Так началась педагогическая деятельность Петра Леонидовича. Профессор способствовал отъезду Капицы за рубеж для получения новых знаний. Но это было непросто.

Выбраться за границу получилось только при содействии Максима Горького в 1921 году. Капицу командировали в Великобританию. Он стал сотрудником Кавендишской лаборатории и поступил в распоряжение Эрнеста Резенфорда. Спустя пару месяцев Петр Леонидович уже был сотрудником Кембриджа.

Здесь он завоевал авторитет и уважение. Начал изучение сверхсильных магнитных полей и ставил первые эксперименты в этой области. В числе первых работ Капицы оказалось совместное исследование с Николаем Семеновым, посвященное изучению магнитного момента атома, расположенного в неоднородном магнитном поле. Исследование вылилось в опыт Штерна-Герлаха.

От Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович КапицаВ 1922 году он защитил докторскую диссертацию, а в 1925-м стал заместителем директора лаборатории по магнитным исследованиям. Спустя четыре года исследователя назначили членом Лондонского королевского общества. Его совет спонсировал создание специальной лаборатории для ученого. Открытие состоялось в 1933 году.

Основным направлением работы в это время для Капицы стало изучение превращения ядер и радиоактивного распада. Он разрабатывает оборудование для организации сильных магнитных полей и добивается невиданных результатов, побив рекорд предыдущих экспериментов в несколько раз. Его заслуги и достижения признал Лев Ландау.

Для продолжения исследований Петру Леонидовичу требовалось вернуться на родину, так как для изучения физики низких температур нужны соответствующие условия. Он готов был вернуться, но с условием: выезд за рубеж по собственному желанию и в любой момент.

В 1934 году Пётр Леонидович Капица с супругой навестил родину, но при выезде узнал, что его британская виза аннулирована. Позднее супруге физика разрешили выехать за детьми с условием обязательного возвращения. Капице пришлось остаться в СССР.

В 1935-м физик возглавил институт физических проблем при РАН. Академик настолько любил науку, что разочарование не позволило ему отказаться от дела всей жизни. Он запросил оборудование, на котором работал в Великобритании. Смирившийся с происходящим Резерфорд вынужден был продать технику СССР.

Капица продолжил изучение сильных магнитных полей совместно с коллегами из Кембриджа. Эксперименты длились несколько лет. Труды не были напрасными: Петр Леонидович модернизировал турбину установки, и сжижение воздуха стало более эффективным.

Гелий автоматически охлаждался в детандере. Аналогичное оборудование используют на современном производстве во всех странах мира. Но главное открытие, ставшее важным событием в биографии физика и в науке, оказалось явление сверхтекучести гелия. Отсутствие вязкости вещества при температуре ниже 2 градусов по Цельсию стало неожиданным выводом. Так появилась физика квантовых жидкостей.

От Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович КапицаК этому моменту Пётр Леонидович Капица был автором нескольких книг и знаменитым ученым. Предполагалось его участие и сотрудничество при запуске проекта атомной бомбы. Но Петр Леонидович отказался и был отстранен от работы. Наказанием стало домашнее заключение на долгие 8 лет.

Капице запретили поддерживать связь с коллегами, но это не помешало ему создать новую лабораторию на собственной даче. Там проводились испытания, оказавшиеся в основе исследований электроники больших мощностей. Капица изучал термоядерную энергию. Эксперименты в стенах профессиональной лаборатории стали доступны ему только в 1955 году.

В те годы первые опыты были связаны с исследованиями высокотемпературной плазмы. Выводы ученого послужили основой для создания термоядерного реактора. Физик изучал свойства шаровой молнии и гидродинамику жидкости. Но самый большой интерес для него представляли микроволновые генераторы и плазма.

В 1965 году за достижения в науке Капица получил медаль Нильса Бора на торжественной церемонии в Дании. Спустя четыре года ему довелось побывать в США, а в 1978-м он узнал, что стал нобелевским лауреатом. Нильс Бор предлагал кандидатуру Петра Леонидовича и ранее: в 1948,1956 и 1960 годах. Однако споры внутри комитета о приоритетности открытий не давали возможности получить заслуженную награду.

Поводом для ее вручения послужили исследования низких температур. Интересный факт: ученый получил премию за тему, которой не занимался более 30 лет, ведь исследования термоядерной реакции в тот момент были для него увлекательнее.

Имя Петра Капицы присвоено «маятнику Капицы». Это механическое явление, показывающее устойчивость вне условий равновесия. Эффект Капицы-Дирака демонстрирует рассеивание электронов в пространстве электромагнитной волны.

Пётр Леонидович Капица — лауреат двух Сталинских премий I степени: 1941 год — за разработку турбодетандера для получения низких температур и его применение для сжижения воздуха, 1943 год — за открытие и исследования явления сверхтекучести жидкого гелия.

Ученый получил мировое признание при жизни, будучи избран членом многих академий и научных обществ. Пётр Леонидович Капица являлся почетным доктором десяти университетов и членом шести научных институтов.

От Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович КапицаОт Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович Капица

Музей Петра Капицы находится на втором этаже двухэтажного особняка на территории Института физических проблем, где он жил с 1955 года. Здание музея было построено в 1948 году архитектором Стамо. Охраняется государством как памятник архитектуры ХХ века. Интерьеры сохранили неповторимый дух академической науки эпохи великих физических открытий.

От Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович Капица От Архимеда до Хокинга: Пётр Леонидович Капица

Открытие состоялось 8 апреля 1985 года. При жизни Капицы на первом этаже были большая гостиная, кухня и прихожая. Второй этаж занимали кабинет ученого, спальня, библиотека, помещение архива, мастерская с набором станков. В музее сохранен кабинет ученого; в бывшей библиотеке собраны приборы и фрагменты научных установок, с которыми Капица работал более полувека; сохранены станки, на которых он любил работать своими руками, а также большой рукописный и фотоархив.

Материал подготовлен отделом производственной литературы

Литература по теме

Цикл «От Архимеда до Хокинга»