ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА (9.VII IV. 1984)

Физик Петр Леонидович Капица родился в Кронштадте военно - морской крепости, расположенной на острове в Финском заливе неподалеку от Санкт - Петербурга, где служил его отец Леонид Петрович Капица, генерал - лейтенант инженерного корпуса. Мать Капицы, Ольга Иеронимовна ( Стебницкая ), была исключительно образованной женщиной. Она занималась литературной, педагогической и общественной деятельностью, оставившей след в истории русской культуры. В 1912 году Капица поступил в Санкт - Петербургский политехнический институт, хотя предпочел бы физико - математический факультет Петербургского университета. Но в университет принимались только лица с аттестатом зрелости, т. е. окончившие классическую гимназию, так как в гимназии изучались латынь и греческий.

С 23 октября 1913 года Абрам Федорович Иоффе стал экстраординарным профессором Политехнического института и приступил к чтению курса физики. Капица был одним из его слушателей. Разумеется, Иоффе продолжал вести научно - исследовательскую работу в излюбленной им области диэлектриков. Он задумывался и над тем, как привлечь студентов к научной работе. Абрам Федорович сразу увидел в Капице способного студента и помог ему стать ученым. Впоследствии Петр Леонидович неоднократно подчеркивал, что прежде всего он ученик Иоффе, а затем уж Резерфорда. Третьекурсника Петра Капицу, как и многих студентов, мобилизовали в армию. В 1916 году после демобилизации из армии Капица вернулся в свой институт. Абрам Федорович Иоффе привлек его к экспериментальной работе в физической лаборатории, руководимой им, а также к участию в своем семинаре - одном из первых, по - видимому, физических семинаров в России. Тогда форма общения физиков в виде семинаров, коллоквиумов и т. п. только зарождалась.

П. Л. Капица и Н. Н. Семенов В 1918 году Петр Капица окончил Политехнический институт и был оставлен в нем в должности преподавателя физико - механического факультета. В 1920 году П. Л. Капица и Н. Н. Семенов разработали метод определения магнитного момента атома, используя в нем взаимодействие пучка частиц с неоднородным магнитным полем. Почти все участники семинара были экспериментаторами и находились в очень трудном положении : из - за отсутствия необходимых материалов, инструментов, приборов.

Семинар А. Ф. Иоффе, 1916 год. Сидят ( слева направо ): П. И. Лукирский, А. Ф. Иоффе, Н. Н. Семенов ; стоят : Я. Г. Дорфман, Я. Р. Шмидт, К. Ф. Нестурх, Н. И. Добронравов, М. В. Кирпичева, Я. И. Френкель, А. П. Ющенко, И. К. Бобр и П. Л. Капица.

С трудом А. Ф. Иоффе удалось организовать для советских физиков заграничную командировку в Германию и Англию с целью закупки необходимых физических и электротехнических приборов и лабораторного оборудования, а также научной литературы. По рекомендации Иоффе в командировку должен был вместе с ним поехать и Капица. Спасительной и судьбоносной оказалась для Петра Капицы научная командировка за границу. Иоффе, понимая тяжелое душевное состояние ученика, - Надежда Кирилловна, первая жена Капицы, погибла в Петрограде в начале января 1920 г. вместе с новорожденной дочерью во время эпидемии гриппа, а в декабре 1919 г. умер их сын Иероним, - включил его в группу русских ученых, направлявшихся в Европу возобновлять связи России с мировой наукой. В Берлине Иоффе начал хлопотать о визе для Капицы. В апреле Капица получил заграничный паспорт и выехал в Ревель. Он уезжал в подавленном состоянии : незадолго до этого он пережил огромное горе похоронил жену и двух маленьких детей : сына и дочь

В 1921 г. Капица уехал в Англию, где он стал сотрудником Э. Резерфорда, работавшего в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Кавендишская и другие университетские лаборатории Англии были довольно примитивно оборудованы. Ученые своими руками изготовляли несложные экспериментальные приборы и установки. Кембриджский университет

Первые исследования Капицы посвящены отклонению испускаемых радиоактивными ядрами альфа - и бета - частиц в магнитном поле. Эксперименты подтолкнули его к созданию мощных электромагнитов. В 1923 году Капице была присуждена степень доктора философии Кембриджского университета. Вскоре после этого он получил стипендию Максвелла. Когда Капица приступил к осуществлению своих планов по определению магнитного момента альфа - частицы, экспериментаторы получали сильные магнитные поля с помощью электромагнита, состоящего из катушки и железного сердечника.

Капице удалось получить магнитные поля, в 6-7 раз превосходившие все прежние. П. Л. Капица со своей установкой для получения сильных магнитных полей. Кавендишская лаборатория, Великобритания, 1925.

1926 году в Париж был командирован Николай Николаевич Семенов ; он взял с собой в поездку жену Наталью Николаевну давнюю подругу дочери Алексея Николаевича Крылова Анны Алексеевны, жившей в ту пору с матерью в столице Франции. В это время из Кембриджа в Париж приехал Капица и первым делом навестил своего ленинградского друга. Он и не предполагал, что во время этой встречи, между разговорами о Ленинграде и Кембридже, о проблемах физики, интересовавших молодых людей, неожиданно произойдет важный поворот в его судьбе. Семенов познакомил советского физика, сотрудника самого Резерфорда, с советской « парижанкой ». Анна Алексеевна стала женой Капицы.

Возвратясь в Кембридж женатым человеком, Капица распростился со своим холостяцким жилищем в Тринити - колледже и снял полдома на Сториз Уэй. Здесь и родился старший сын Капиц Сергей. Позднее по плану Петра Леонидовича был построен дом на Хантингтон Роуд недалеко от Кавендишской лаборатории. В семье появился еще один сын Андрей. Дом на Хантингтон Роуд в течение нескольких десятилетий после отъезда Капицы в Москву оставался его собственностью. Капица приехал из Англии в конце лета 1934 года.

В 1934 Политбюро приняло постановление о строительстве в Москве Института физических проблем. П. Капица согласился продолжать в Москве свои исследования в области физики лишь при условии, что его институт получит созданные им в Англии научные установки и приборы. В 1935 Политбюро вновь рассмотрел вопрос о Капице на своем заседании и выделил фунтов стерлингов на приобретение оборудования его кембриджской лаборатории. В 1937 году в Институте физических проблем начал работать физический семинар Капицы « капичник », как стали называть его физики, когда из институтского он превратился в московский и даже всесоюзный. Во время войны Капица работал над внедрением в промышленное производство разработанных им кислородных установок. В 1945 был создан Специальный комитет, которому было поручено руководство работами над созданием советской атомной бомбы. Капица – член этого комитета. Однако работа в Спецкомитете тяготило его. Воспользовавшись конфликтом с Берией, который возглавлял атомный проект, Капица попросил освободить его от этой работы. В результате долгие годы опалы. В 1946 он был изгнан из созданного им института физических проблем.

У себя на даче Петр Капица оборудовал в сторожке маленькую домашнюю лабораторию. В этой « хате - лаборатории », как он ее называл, Петр Леонидович вёл исследования по механике и гидродинамике, а затем обращается к электронике больших мощностей и физике плазмы. После смерти Сталина и ареста Берии президиум АН СССР принял постановление « О мерах помощи академику П. Л. Капице в проводимых им работах ». На базе домашней лаборатории была создана Физическая лаборатория АН СССР, и Капица назначен ее заведующим. В 1955 Капица вновь стал директором Института физических проблем ( с 1990 этот институт носит его имя ), он был назначен главным редактором ведущего физического журнала страны – « Журнала экспериментальной и теоретической физики ». С 1956 ученый заведовал кафедрой физики и техники низких температур МФТИ. В – член президиума АН СССР.

В 1929 году Капица был избран действительным членом Лондонского Королевского общества и членом - корреспондентом АН СССР, в 1939 – избран академиком В 1941 и 1943 годах ему присудили Государственную премию, в 1945 получил звание Героя Социалистического Труда, в 1974 году награжден второй золотой медалью « Серп и Молот ». В 1978 году получил Нобелевскую премию « за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур ». С королевой Швеции Сильвией после вручения Нобелевской премии. Всемирное признание

Вклад физика в науку и технику Петр Леонидович Капица внес значительный вклад в развитие физики магнитных явлений, физики и техники низких температур, квантовой физики конденсированного состояния, электроники и физики плазмы. В 1922 году он впервые поместил камеру Вильсона в сильное магнитное поле и наблюдал искривление траекторий альфа-частиц (( -частица - ядро атома гелия, содержащее 2 протона и 2 нейтрона). Эта работа предшествовала обширному циклу исследований Капицы по методам создания сверхсильных магнитных полей и исследованиям поведения металлов в них. В этих работах был впервые разработан импульсный метод создания магнитного поля путем замыкания мощного альтернатора и получен ряд фундаментальных результатов в области физики металлов (линейный рост сопротивления в больших полях, насыщение сопротивления). Поля, полученные Капицей, по величине и длительности в течение десятилетий были рекордными. Потребность в проведении исследований по физике металлов при низких температурах привела П. Капицу к созданию новых методов получения низких температур. В 1934 он изобрел ожижительную машину для адиабатического охлаждения гелия. Этот способ охлаждения гелия теперь лежит в основе всей современной техники получения низких температур вблизи абсолютного нуля – гелиевых температур. Вместе с тем, применение метода адиабатического охлаждения к воздуху привело к разработке Капицей в годах нового метода ожижения воздуха с помощью цикла низкого давления и изобретенного им высокоэффективного турбодетандера. Воздухоразделительные установки низкого давления работают сейчас во всем мире, производя более 150 млн. тонн кислорода в год. Турбодетандер Капицы с КПД 86–92 % используется не только в них, но и во многих других криогенных системах. В 1937 году после серии тонких экспериментов Петр Леонидович открыл сверхтекучесть гелия. Он показал, что вязкость жидкого гелия, протекающего через тонкие щели, при температуре ниже 2,19 К во столько раз меньше вязкости любой самой маловязкой жидкости, что она, по- видимому, равна нулю. Поэтому Капица назвал такое состояние гелия сверхтекучим. Это открытие положило начало развитию совершенно нового в физике направления – физики конденсированного состояния. Для его объяснения пришлось ввести новые квантовые представления – так называемые элементарные возбуждения, или квазичастицы. Исследования Капицы по прикладной электродинамике, которые он начал в конце 1940-х годов на Николиной Горе, привели к изобретению новых устройств для генерации сверхвысокочастотных колебаний большой постоянной мощности. Эти генераторы – ниготроны – были затем использованы для создания высокотемпературной плазмы высокого давления. Основные открытия и достижения открыл явление, названное им сверхтекучестью ; создал новые методы ожижения водорода и гелия, сконструировал новые типы ожижителей ( поршневые, детандерные и турбодетандерные установки ); развил общую теорию электронных приборов магнетронного типа и создал магнетронные генераторы непрерывного действия планотрон и ниготрон ; выдвинул гипотезу о природе шаровой молнии ; экспериментально обнаружил (1959) образование высокотемпературной плазмы в высокочастотном разряде ; обнаружил, что микроволны большой интенсивности порождают в гелии отчетливо наблюдаемый светящийся разряд. Это открытие, легло в основу проекта термоядерного реактора с непрерывным подогревом плазмы ; Построенные им установки для сжижения газов нашли широкое применение в промышленности ; в 1978 за фундаментальные исследования в области физики низких температур удостоен Нобелевской премии. под его руководством Институт физических проблем стал одним из наиболее продуктивных и престижных институтов Академии наук СССР

Получение жидкого кислорода Воздух сжимается в турбокомпрессоре до 6 бар и далее охлаждается в теплообменнике - регенераторе и ожижителе, после чего часть воздуха направляется на разгонку в ректификационный аппарат для получения концентрированного кислорода. Оставшаяся часть сжатого воздуха поступает на расширение в турбодетандере Капицы до 1,3 бар, где охлаждается и идет в обратном направлении в ожижитель и теплообменник - регенератор для охлаждения поступающего сжатого воздуха. Разгонка жидкого воздуха ведется при давлении 1,3 бар. Концентрированный кислород сливается из нижней части ректификационного аппарата

Модель шаровой молнии

« КАПИЦА ПРЕДСТАЕТ ПЕРЕД НАМИ КАК ОДИН ИЗ ВЕЛИЧАЙШИХ ЭКСПЕРИМЕНТАТОРОВ НАШЕГО ВРЕМЕНИ, НЕОСПОРИМЫЙ ПИОНЕР, ЛИДЕР И МАСТЕР В СВОЕЙ ОБЛАСТИ ». Из коллекции