Пётр Леонидович Капица

Пётр Леонидович Капица (26 июня [8 июля] 1894, Кронштадт — 8 апреля 1984, Москва) — русский и советский физик, инженер и организатор науки. Академик Академии наук СССР (1939). Лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Дважды Герой Социалистического Труда (1945, 1974). Основатель Института физических проблем (ныне — Институт физических проблем имени П. Л. Капицы РАН). Член Лондонского королевского общества (1929). Известен работами в области физики сильных магнитных полей, сверхтекучести гелия, а также созданием промышленных установок для сжижения газов.

Биография

Ранние годы и образование

Пётр Капица родился в Кронштадте в семье военного инженера Леонида Петровича Капицы, строителя фортов Кронштадтской крепости, и Ольги Иеронимовны Капицы (урождённой Стебницкой), педагога, специалиста по детской литературе. В 1912 году поступил на электромеханический факультет Петербургского политехнического института. Его научным руководителем стал А. Ф. Иоффе. Первая научная работа Капицы была посвящена получению тонких нитей благородных металлов.

Работа в Англии (1921—1934)

В 1921 году, после гибели отца и жены во время эпидемии испанского гриппа, Капица по приглашению А. Ф. Иоффе отправился в Англию в составе советской научной комиссии. Благодаря содействию Иоффе, Капица получил возможность работать в Кавендишской лаборатории под руководством Эрнеста Резерфорда. Первоначально Резерфорд отнёсся к нему скептически, но вскоре высоко оценил его инженерный талант. Капица разработал метод получения сверхсильных магнитных полей (до 500 тысяч эрстед) и создал уникальный импульсный генератор.

В 1929 году Капица был избран членом Лондонского королевского общества. В 1930 году он стал директором вновь созданной лаборатории Монда (Royal Society Mond Laboratory) в Кембридже, где занимался исследованиями свойств веществ при сверхнизких температурах. В 1934 году, во время очередного визита в СССР, Капице было отказано в возвращении в Англию. Постановлением правительства он был оставлен в Советском Союзе для продолжения научной работы.

Возвращение в СССР и создание Института физических проблем

В 1934 году по решению советского правительства для Капицы был создан Институт физических проблем (ИФП). Для оснащения института было приобретено и перевезено из Кембриджа оборудование лаборатории Монда, включая уникальные установки по сжижению гелия. Капица стал первым директором ИФП и оставался им до 1946 года, а затем вновь возглавил институт в 1955 году.

В 1937 году Капица экспериментально открыл сверхтекучесть жидкого гелия-II, что стало одним из крупнейших достижений физики XX века. Он установил, что при температурах ниже 2,17 К гелий переходит в состояние с нулевой вязкостью. В 1938 году он опубликовал работу «Вязкость жидкого гелия ниже λ-точки», заложившую основы физики квантовых жидкостей.

В годы войны и послевоенный период

В годы Великой Отечественной войны Капица занимался разработкой установок для получения жидкого кислорода, необходимого для промышленности и военных нужд. В 1945 году за создание мощной турбодетандерной установки для сжижения воздуха он был удостоен звания Героя Социалистического Труда.

В 1945—1946 годах Капица участвовал в работе Специального комитета по атомной проблеме, однако вступил в конфликт с Л. П. Берией, критикуя методы работы и требуя привлечения к проекту опальных учёных (в частности, В. А. Фока и Л. Д. Ландау). В 1946 году он был отстранён от руководства ИФП и находился в домашней изоляции на своей даче на Николиной Горе. В этот период он создал домашнюю лабораторию, где занимался физикой плазмы и электроникой больших мощностей, в частности, разработал теорию магнетронного генератора.

В 1955 году, после смерти Сталина и снятия Берии, Капица был восстановлен в должности директора ИФП. В последующие годы он занимался исследованиями в области физики плазмы, управляемого термоядерного синтеза, а также активно выступал за мирное использование ядерной энергии и разоружение.

Нобелевская премия

В 1978 году Пётр Капица был удостоен Нобелевской премии по физике «за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур». Премию он разделил с Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном, получившими её за открытие реликтового излучения. Капица не смог лично присутствовать на церемонии вручения из-за болезни, и премию от его имени получил советский посол в Швеции.

Научные достижения

Сверхсильные магнитные поля

В 1920-х годах Капица разработал метод получения импульсных магнитных полей рекордной напряжённости. Он использовал разряд батареи конденсаторов через катушку небольшого индуктивного сопротивления, что позволяло создавать поля до 500 кЭ. Это дало возможность изучать поведение веществ в экстремальных условиях, в частности, эффект Зеемана в сильных полях.

Сверхтекучесть гелия

В 1937 году Капица экспериментально открыл явление сверхтекучести жидкого гелия-II. Он показал, что при температурах ниже 2,17 К гелий теряет вязкость и может протекать через узкие капилляры без трения. Это открытие подтвердило существование квантовой жидкости и привело к созданию теории сверхтекучести Л. Д. Ландау. В 1941 году Капица разработал метод измерения вязкости гелия-II с помощью вращающегося диска.

Турбодетандер и сжижение газов

Капица создал оригинальную конструкцию турбодетандера — машины для охлаждения газа за счёт его расширения с совершением внешней работы. В 1939 году он построил первую в мире промышленную установку для сжижения воздуха с использованием турбодетандера. Это позволило значительно снизить энергозатраты на получение жидкого кислорода и азота, что имело огромное значение для металлургии, химической промышленности и медицины.

Физика плазмы и электроника больших мощностей

В 1950-х годах, находясь в домашней изоляции, Капица разработал теорию магнетронного генератора и создал ряд мощных СВЧ-генераторов. Он также занимался проблемой управляемого термоядерного синтеза, предложив концепцию удержания плазмы в высокочастотном электромагнитном поле (т.н. «плазменный шнур» Капицы).

Организаторская и общественная деятельность

Капица был выдающимся организатором науки. Он создал Институт физических проблем, который стал одним из ведущих физических центров мира. Он привлёк к работе в институте Л. Д. Ландау, что спасло последнего от репрессий. Капица активно выступал против лысенковщины в биологии, защищая генетику. В 1966 году он подписал письмо против реабилитации И. В. Сталина. В 1970-х годах он выступал с критикой гонки вооружений и за разрядку международной напряжённости.

Личная жизнь

Пётр Капица был дважды женат. Первая жена — Надежда Кирилловна Черносвитова (умерла в 1921 году). Вторая жена — Анна Алексеевна Крылова, дочь кораблестроителя А. Н. Крылова. Сыновья: Сергей Петрович Капица (1928—2012) — физик, популяризатор науки, телеведущий; Андрей Петрович Капица (1931—2011) — географ, первооткрыватель подлёдного озера Восток в Антарктиде.

Награды и звания

• Нобелевская премия по физике (1978)
• Дважды Герой Социалистического Труда (1945, 1974)
• Шесть орденов Ленина
• Орден Трудового Красного Знамени
• Золотая медаль имени М. В. Ломоносова (1959)
• Медаль Копли (Лондонское королевское общество, 1968)
• Член Лондонского королевского общества (1929)
• Член Академии наук СССР (1939)
• Иностранный член Национальной академии наук США (1946)

Память

Имя Петра Капицы носят:

• Институт физических проблем РАН
• Научно-исследовательский институт физики низких температур в Харькове
• Памятники в Москве и Кронштадте
• Кратер на обратной стороне Луны
• Астероид (3437) Капица

Источники

• Капица П. Л. Эксперимент, теория, практика. — М.: Наука, 1981.
• Капица П. Л. Письма о науке. — М.: Московский рабочий, 1989.
• Кедров Ф. Б. Капица: жизнь и открытия. — М.: Знание, 1984.
• Смородинский Я. А. Пётр Леонидович Капица. — М.: Наука, 1984.
• Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия. — М.: Прогресс, 1992.