Биография
Петр Капица – советский ученый, исследователь и экспериментатор. Его авторству принадлежат работы по квантовой физике и технике низких температур, электронике и физике плазмы. Он разработал импульсный метод производства сверхсильных магнитных полей. Петр Леонидович изобрел и воссоздал оборудование для охлаждения гелия и придумал способ ожижения воздуха посредством турбодетандера и низкого давления. Вклад в науку, привнесенный ученым, трудно переоценить.
Детство и юность
Будущий физик родился в Кронштадте 8 июля 1894 года. Его отец работал военным инженером и занимался строительством городских укреплений. Мать изучала фольклор и детскую литературу. В школу Петр пошел в 11 лет, стал гимназистом. Латынь оказалась для ученика слишком сложным предметом. Программа давалась с трудом, поэтому через год из гимназии пришлось уйти.
Получать образование Капица отправился в Кронштадтское училище. Здесь дела наладились, и юноша закончил обучение с отличием, выпустившись в 1912 году. Поначалу он хотел стать студентом физико-математического факультета Государственного университета в Петербурге, но конкурс абитуриент не прошел.
Тогда он обратил внимание на Политехнический институт, где с легкостью поступил на факультет электромеханики. С первых месяцев талантливый студент привлек интерес профессора Абрама Иоффе. Педагог решил привлечь Капицу к работе в собственной лаборатории.
Наставник способствовал развитию протеже и помог отправиться в Шотландию летом 1914 года. Там молодого человека застала Первая мировая война, из-за которой вернуться на родину оказалось невозможным.
Капица оказался в России в ноябре 1914-го. Через год он вызвался добровольцем и был назначен водителем санитарного транспорта. В 1916-м Петра демобилизовали, и студент вернулся в Петербург, где сразу погрузился в работу над экспериментами и семинарами. К этому времени относится первая статья исследователя.
Научная деятельность
Работу по специальности Иоффе предложил Капице еще до защиты диплома. Начинающего специалиста приглашали в Рентгенологический и радиологический институт. Так началась педагогическая деятельность физика. 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.
В 1922 году он защитил докторскую диссертацию, а в 1925-м стал заместителем директора лаборатории по магнитным исследованиям. Спустя 4 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 сам Лев Ландау.
Для продолжения исследований Капице требовалось вернуться на родину, так как для изучения физики низких температур нужны соответствующие условия. Советское правительство, регулярно предлагавшее ученому ПМЖ, готово было принять физика. Но он выставлял условие: выезд за рубеж по собственному желанию и в любой момент.
В 1934 году Петр Леонидович с супругой навестил родину, но при выезде узнал, что его британская виза аннулирована. Позднее супруге физика разрешили выехать за детьми с условием обязательного возвращения. Уговоры английских коллег не действовали на советское правительство. 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 окупились: 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.
К этому моменту Капица был автором нескольких книг и знаменитым ученым. Правительство учитывало это при запуске проекта атомной бомбы и планировало привлечь Петра Леонидовича к сотрудничеству. Но тот 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, после смерти Сталина и восстановления регалий академика.
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 4 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, а его исследования термоядерной реакции в тот момент были увлекательнее. Поэтому, читая лекцию, лауреат премии позволил сменить тематику.
Имя Петра Капицы присвоено «маятнику Капицы». Это механическое явление, показывающее устойчивость вне условий равновесия. Эффект Капицы-Дирака демонстрирует рассеивание электронов в пространстве электромагнитной волны.
Личная жизнь
В первый раз Петр Капица женился в молодости, в 1916 году. Отец избранницы Надежды Черносвитовой был членом ЦК партии кадетов и депутатом Госдумы. В 1917 году жена родила ученому сына Иеронима, а в 1920-м – дочь Надежду. Казалось, личная жизнь физика была счастливой, если бы не трагическое событие: супруга и дети скоропостижно скончались. Причиной смерти стала испанка. Утрату Капица переживал с трудом и смог преодолеть горе только благодаря помощи матери.
В 1926 году Алексей Крылов, друг и коллега, познакомил Капицу с дочерью Анной Крыловой. Свадьба состоялась спустя год. В новой семье у физика родились сыновья Сергей и Андрей. Оба стали учеными. Второй брак Капицы стал счастливым. Вместе с женой они прожили 57 лет. Анна помогала работать над рукописями, а после смерти ученого создала в его доме музей.
Петр Леонидович любил проводить свободное время за игрой в шахматы. Любопытно, что, работая в Англии, он выиграл чемпионат Кембриджшира по этой настольной игре. Ученый не чурался работы руками: любил мастерить предметы мебели и домашнюю утварь, увлекался ремонтом часов. Петр Капица придерживался стиля, пришедшегося по вкусу в Англии. Он любил табак, носил твидовые костюмы и жил в коттедже, построенном в английском стиле.
Петр Капица состоял в сложных отношениях с советским правительством, но имел неизменное мнение о происходящем в политической области и был честен в высказываниях. Отстаивая взгляды и честь заключенных ученых, в 1934-1983 годы он регулярно писал письма правительству. Благодаря им освобождены некоторые деятели науки.
Смерть
Ученый не дожил нескольких месяцев до 90-летнего юбилея. Он скончался 8 апреля 1984 года. Могила располагается на Новодевичьем кладбище.
Петр Капица привлек в институт Академии наук СССР ведущих ученых страны, участвовал в создании научного центра вблизи Новосибирска и Московского физико-технического института. Изобретенные им установки используются в промышленности, а исследования, связанные с извлечением жидкого воздуха, серьезно продвинули вперед сталелитейное производство в СССР.
Капица был против строительства целлюлозно-бумажной фабрики вблизи озера Байкал. Ученый состоял в комитете Пагуошского движения за мир и разоружение, выступал за объединение ученых СССР и США.
За заслуги в научной области о Капице сняли документальные фильмы. В 2017 году на экраны вышла кинолента о физике «Опыт постижения свободы». Его фото сегодня помещены в учебники.
Библиография
- 1966 – «Физические задачи»
- 1968 – «Понимаете ли вы физику?»
- 1981 – «Эксперимент. Теория. Практика»
- 1989 – «Письма о науке»
Награды и премии
- 1941,1943 – Сталинская премия
- 1943 – Медаль имени Фарадея
- 1944 – Медаль имени Франклина
- 1945,1974 – Герой Социалистического Труда
- 1959 – Золотая медаль им. Ломоносова АН СССР
- 1965 – Медаль имени Нильса Бора
- 1966 – Медаль имени Резерфорда
- 1968 – Медаль имени Камерлинг-Оннеса
- 1978 – Нобелевская премия по физике