Петр Капица

Пётр Капица — это советский физик, инженер и организатор науки, лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Академик АН СССР, Герой Социалистического Труда. Капица внёс определяющий вклад в физику сильных магнитных полей, физику и технику низких температур, физику плазмы и электронику больших мощностей. Он является основателем Института физических проблем (ИФП) в Москве и создателем уникальной научной школы.

Биография

Ранние годы и образование

Пётр Леонидович Капица родился 8 июля 1894 года в Кронштадте в семье военного инженера Леонида Петровича Капицы и филолога-педагога Ольги Иеронимовны Стебницкой. В 1912 году поступил на электромеханический факультет Петербургского политехнического института, где его научным руководителем стал будущий нобелевский лауреат Абрам Фёдорович Иоффе. Первая научная работа Капицы была посвящена получению тонких нитей вольфрама.

Начало научной карьеры

В 1918 году, после окончания института, Капица остался работать на кафедре физики у Иоффе. В 1921 году, благодаря содействию Максима Горького, он был направлен в научную командировку в Великобританию. Первоначально Капица планировал работать у Эрнеста Резерфорда в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Резерфорд неохотно принимал иностранцев, но после того, как Капица продемонстрировал мастерство в создании экспериментальных установок, тот согласился взять его на стажировку.

Кембриджский период (1921–1934)

В Кембридже Капица быстро завоевал авторитет. В 1923 году он получил степень доктора философии (PhD). В 1924 году стал заместителем директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям. В 1929 году был избран членом Лондонского королевского общества (британской академии наук). В 1930 году Капица стал директором вновь созданной Мондовской лаборатории Королевского общества, где занимался исследованием сверхсильных магнитных полей. Для этого он разработал уникальные импульсные соленоиды, позволявшие получать магнитные поля рекордной для того времени напряжённости (до 500 кГс). В 1934 году он создал первый в мире турбодетандер — машину для сжижения гелия адиабатическим методом, что стало революцией в криогенной технике.

Возвращение в СССР и создание Института физических проблем

В 1934 году Капица приехал в СССР для участия в научной конференции и был лишён возможности вернуться в Англию. Постановлением правительства ему было предложено остаться и возглавить новое научное учреждение. В 1935 году было принято решение о создании Института физических проблем (ИФП) АН СССР. Благодаря личным переговорам Капицы с Резерфордом, уникальное оборудование Мондовской лаборатории было выкуплено британским правительством и передано в СССР. Капица стал первым директором ИФП и занимал этот пост до 1946 года, а затем вновь с 1955 года.

Военные и послевоенные годы

Во время Великой Отечественной войны Капица руководил эвакуацией института в Казань и занимался разработкой промышленных методов получения жидкого кислорода для нужд оборонной промышленности. За эти работы он был удостоен Сталинской премии I степени (1943). В 1945 году участвовал в создании атомной бомбы, но вскоре разошёлся во взглядах с руководством проекта (Л. П. Берией), отказавшись от работы с использованием методов, которые считал неэффективными. В 1946 году он был снят с поста директора ИФП и фактически находился под домашним арестом на своей даче на Николиной Горе. Там он продолжал научные исследования в домашней лаборатории, занимаясь, в частности, созданием мощных генераторов сверхвысокочастотного излучения (ниготронов). После смерти Сталина и ареста Берии, в 1955 году Капица был восстановлен в должности директора ИФП, которую занимал до конца жизни.

Научные достижения

Физика низких температур и сверхтекучесть

Главное научное достижение Капицы — открытие в 1937 году явления сверхтекучести жидкого гелия-4. Он обнаружил, что при температуре ниже 2,17 К (так называемая λ-точка) гелий переходит в новое состояние, в котором его вязкость становится практически нулевой. Это открытие положило начало квантовой гидродинамике и привело к созданию теории двухжидкостной модели гелия (Лев Ландау). За это открытие Капица был удостоен Нобелевской премии по физике в 1978 году (совместно с Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном, но за разные работы).

Техника низких температур

Капица разработал принципиально новый метод сжижения газов — турбодетандерный. В отличие от поршневых машин, его турбодетандер был компактным, надёжным и высокоэффективным. Это изобретение позволило в промышленных масштабах получать жидкий кислород, азот и другие газы, что имело огромное значение для металлургии, химической промышленности и медицины.

Физика сильных магнитных полей

В Кембридже Капица создал уникальные импульсные магниты, которые позволяли кратковременно получать магнитные поля напряжённостью до 500 000 эрстед. Он исследовал влияние таких полей на свойства металлов, в частности, на их электрическое сопротивление, открыв эффект линейного роста сопротивления в сильных полях (закон Капицы).

Электроника больших мощностей

В послевоенные годы Капица занимался созданием мощных генераторов СВЧ-излучения. Он предложил конструкцию планарного магнетрона (ниготрона), способного генерировать непрерывные колебания большой мощности. Эти разработки нашли применение в системах связи, радиолокации и, впоследствии, в управляемом термоядерном синтезе.

Организаторская и общественная деятельность

Институт физических проблем

Капица создал в ИФП уникальную научную атмосферу, сочетавшую высокую требовательность с демократичностью. Он лично участвовал в проектировании зданий и лабораторий. Институт стал одним из ведущих мировых центров физики.

Научное сообщество

Капица был членом многих академий наук мира, включая Лондонское королевское общество, Национальную академию наук США, Французскую академию наук. Он активно выступал против лженауки, в частности, против «лысенковщины» в биологии. В 1960-х годах он подписал письма в защиту генетики и кибернетики. Капица был одним из инициаторов создания Пагуошского движения учёных за мир.

Письма и отношения с властью

Капица известен своими прямыми и часто критическими письмами к руководителям СССР — И. В. Сталину, В. М. Молотову, Л. П. Берии, Н. С. Хрущёву. Он отстаивал независимость науки, выступал против репрессий (в частности, заступался за Л. Д. Ландау, В. А. Фока). Несмотря на опалу, он сохранил жизнь и возможность заниматься наукой.

Личная жизнь

Пётр Капица был дважды женат. Первая жена — Надежда Кирилловна Черносвитова (умерла от испанки в 1919 году). Вторая жена (с 1927 года) — Анна Алексеевна Крылова, дочь кораблестроителя Алексея Николаевича Крылова. У них родилось двое сыновей: Сергей Петрович Капица (1928–2012) — известный физик, популяризатор науки, телеведущий программы «Очевидное — невероятное»; и Андрей Петрович Капица (1931–2011) — географ, исследователь Антарктиды, член-корреспондент РАН.

Память

• Имя Петра Капицы носит Институт физических проблем РАН.
• Учреждена Золотая медаль имени П. Л. Капицы за выдающиеся достижения в области физики.
• В Москве, Кронштадте и других городах установлены памятники и мемориальные доски.
• В 1994 году в честь Капицы был назван астероид (3437) Капица.
• Его имя присвоено самолёту Airbus A320 авиакомпании «Аэрофлот».

Источники

• Капица П. Л. Эксперимент, теория, практика. — М.: Наука, 1981.
• Кедров Ф. Б. Капица: жизнь и открытия. — М.: Московский рабочий, 1984.
• Дорофеев А. А. Пётр Леонидович Капица. — М.: Просвещение, 1989.
• Смирнов С. Г. Пётр Капица: человек, который не боялся правды. — М.: Молодая гвардия, 2019 (серия ЖЗЛ).
• Нобелевская лекция П. Л. Капицы (1978).