Académicien P. L

Physicien expérimental exceptionnel.

Né le 26 juin 1894 dans la famille de l'ingénieur militaire général L.P. Kapitsa, constructeur des fortifications de Cronstadt. En 1905, il entra au gymnase de Kronstadt, d'où il fut transféré dans une véritable école pour mauvais résultats. Les diplômés des vraies écoles n'avaient pas le droit d'entrer dans les universités, c'est pourquoi, en 1912, Kapitsa entra à l'Institut polytechnique de Saint-Pétersbourg.

À cette époque, l'Institut polytechnique ne comptait qu'un seul département de physique, dirigé par le professeur V.V. Skobeltsyn. Ce n'est qu'en octobre 1913 qu'un autre département apparaît à l'institut, fondé. Lorsqu'en 1916, après avoir servi dans l'armée, Kapitsa revint à l'institut, Ioffe attira l'attention sur l'étudiant talentueux. En 1918, après que Kapitsa ait obtenu son diplôme de l'Institut polytechnique, Ioffe le quitta dans son département. Ioffe aimait l'imagination avec laquelle son élève abordait les expériences. Kapitsa a même proposé lui-même la méthode de préparation des fils de Wollaston. Les fils de quartz fins, d'une épaisseur inférieure à un micron, destinés aux dispositifs physiques n'étaient pas tirés à travers des filières, comme le recommandent les manuels scolaires ; Kapitsa a simplement plongé une flèche dans du quartz fondu et l'a tirée en l'air. Après avoir parcouru une certaine distance, la flèche tomba sur le tissu de velours posé, tirant le fil derrière elle.

Dans le même temps, Kapitsa propose un modèle original de spectroscope à rayons X et un peu plus tard (avec N.N. Semenov) une méthode de détermination du moment magnétique d'un atome, qui en 1922 a été réalisée dans le cadre d'expériences par les physiciens Stern et Gerlach.

On dit qu'au début le célèbre physicien anglais a hésité.

«J'ai déjà trente stagiaires qui travaillent pour moi», aurait-il déclaré à Kapitsa. "30 et 31 diffèrent d'environ trois pour cent", a répondu Kapitsa. "Puisque vous mettez toujours en garde contre une précision servile dans les mesures, une telle différence de trois pour cent ne sera même pas remarquée par vous."

Rutherford a aimé la réponse.

« ... Il traitait les gens avec un soin exceptionnel, en particulier ses étudiants », se souvient Kapitsa. « Quand je suis arrivé travailler dans son laboratoire, j’ai tout de suite été frappé par cette prévenance. Rutherford ne lui permettait pas de travailler plus de six heures du soir au laboratoire, et le week-end, il ne lui permettait pas du tout de travailler. J'ai protesté, mais il a dit : « C'est bien suffisant de travailler jusqu'à six heures du soir, le reste du temps il faut réfléchir. » Les mauvaises personnes sont celles qui travaillent trop et réfléchissent trop peu. »

Rutherford dirigeait ses employés comme un père. Il aimait l'anecdote et l'humour, surtout pendant le repos de l'après-midi, lorsque, selon la stricte tradition anglaise, il était censé boire du porto.

« …Une fois, la conversation s'est tournée vers la météorite Tunguska.

La question a été discutée de manière approfondie.

Nous avons immédiatement calculé grossièrement l’énergie et la taille de la météorite à partir des données dont nous disposions. L’un de nous a posé la question : « Quelle est la probabilité qu’une telle météorite tombe dans la City de Londres, c’est-à-dire là où se trouvent toutes les banques de Londres ? Nous avons calculé la probabilité, elle s'est avérée très faible. Il y avait aussi des économistes. La question suivante a également été posée : « Quelle impression cela ferait-il sur l’État anglais si la City, l’appareil bancaire de Londres, était détruite, mais que toute l’industrie restait ? » Dans cette discussion, chacun a avancé sa propre hypothèse.

Nous avons parlé pendant deux heures.

Rutherford a pris la part la plus active. »

En 1923, Kapitsa reçut le diplôme de docteur en philosophie de l'Université de Cambridge. Parallèlement, il reçoit la prestigieuse bourse Maxwell, ce qui lui est très utile. De 1924 à 1932, Kapitsa a été directeur adjoint du laboratoire Cavendish et de 1930 à 1934, il a été directeur du laboratoire. Mond à la Royal Scientific Society de Cambridge. En 1929, il fut élu membre de la Royal Society de Londres.

En 1923, en plaçant une chambre à nuages ​​dans un champ magnétique puissant, Kapitsa observa pour la première fois la courbure des trajectoires des particules alpha. C’est au cours de ces études qu’il a découvert pour la première fois le besoin de créer des champs magnétiques ultra-puissants. Il a montré que l'utilisation d'électro-aimants avec des noyaux de fer à cette fin est totalement inutile et qu'il est nécessaire de passer à des bobines spéciales, faisant passer un courant électrique important à travers elles. La principale difficulté rencontrée dans ce cas était la surchauffe des serpentins. Pour éviter que cela ne se produise, Kapitsa a proposé de créer des champs magnétiques à court terme en faisant passer un courant très élevé à travers les bobines - elles n'ont alors tout simplement pas eu le temps de chauffer.

En 1924, Kapitsa proposa une nouvelle méthode pour produire des champs pulsés ultra-puissants d'une intensité allant jusqu'à 500 000 oersteds, et en 1928 il établit la loi de l'augmentation linéaire de la résistance électrique d'un certain nombre de métaux à partir de l'intensité du champ magnétique, la dite « loi de Kapitsa ».

Possédant une intuition physique colossale, Kapitsa savait éviter les chemins peu prometteurs, aussi tentants qu'ils puissent paraître.

« Lorsque, dans les années 30, j'ai reçu des champs magnétiques très puissants, 10 fois plus puissants que ceux reçus avant moi », se souvient Kapitsa dans l'article « L'avenir de la science », « un certain nombre de scientifiques m'ont conseillé de mener des expériences pour étudier l'influence d'un champ magnétique puissant à la vitesse Sveta. Einstein m'en a parlé avec beaucoup d'insistance. Il a déclaré : « Je ne crois pas que Dieu ait créé l’Univers de telle manière que la vitesse de la lumière ne dépende de rien. » Einstein aimait faire référence à Dieu dans de tels cas, lorsqu'il n'y avait plus d'argument raisonnable. D'après les expériences déjà faites dans ce sens, on savait que si j'avais fait une telle expérience avec mes champs plus forts, l'effet serait encore très faible, seulement du second ordre. Dans ce cas, bien entendu, l’ampleur réelle de l’effet, étant donné qu’il s’agirait d’un phénomène nouveau, ne pourrait être prévue. Dans le même temps, l'expérience promettait d'être extrêmement complexe, puisque des expériences similaires avaient déjà été réalisées avec des champs allant jusqu'à 20 000 oersteds, et elles ont montré que même avec une méthode de mesure très sensible, le champ magnétique n'affecte pas sensiblement le vitesse de la lumière.

Une autre personne qui a insisté sur cette expérience et a même proposé un soutien financier était Oliver Lodge. Il m'a également approché pour me conseiller pour réaliser cette expérience extrêmement difficile et subtile.

Et pourtant j'ai refusé.

Je vais expliquer cela avec l'exemple instructif suivant, qui peut être inconnu de beaucoup.

Comme vous vous en souvenez, la loi de conservation de la matière a été découverte expérimentalement par Lomonosov en 1756 et un peu plus tard par Lavoisier. Au début de ce siècle, Landolt l’a testé avec une grande précision. Il a également placé la substance dans des récipients scellés et l'a pesée avec précision avant et après la réaction et a montré que le poids restait inchangé avec une précision d'au moins la dixième décimale. Si nous prenons l'énergie libérée lors d'une réaction chimique et, selon l'équation de la théorie de la relativité dérivée d'Einstein, calculons la variation du poids de la substance, il s'avère que si Landolt avait réalisé son expérience avec un Avec une précision de deux à trois ordres de grandeur supérieure, il aurait pu remarquer un changement de poids dans la substance ayant réagi. Ainsi, nous savons maintenant que Landolt a failli découvrir l’une des lois les plus fondamentales de la nature. Mais supposons que Landolt ait consacré encore plus d'efforts à cette expérience, ait travaillé pendant encore cinq ans, ait augmenté la précision de deux ou trois ordres de grandeur et ait remarqué ce changement de poids ; La plupart des scientifiques ne le croiraient toujours pas. On sait qu'une expérience, réalisée avec une extrême précision, n'est toujours pas concluante, et pour la vérifier, il faut trouver un autre expérimentateur prêt à y consacrer dix ans de travail intensif. La vie suggère que même si la résolution d’un problème à l’aide de méthodes connues se situe à la limite de la précision expérimentale, elle ne peut être convaincante que lorsque la nature elle-même suggère une nouvelle méthode de solution. Dans ce cas précis, c'était le cas : la loi d'Einstein a été tout simplement testée par Aston lorsqu'il a inventé et développé une nouvelle méthode précise pour déterminer la masse des isotopes radioactifs à partir de la déviation d'un faisceau d'ions. Par conséquent, dans le cas que j'ai décrit, nous devons attendre que la nature elle-même nous offre de nouvelles opportunités méthodologiques pour étudier l'influence du champ magnétique sur la vitesse de la lumière, et probablement alors des expériences simples et convaincantes apparaîtront pour étudier cela. phénomène. C’est pourquoi j’ai refusé de réaliser ces expériences complexes.

Lors de son deuxième mariage, Kapitsa était marié à la fille du célèbre constructeur naval, l'académicien Krylov, qu'il rencontra à Paris en 1925. Lorsqu’en 1934, Kapitsa, comme d’habitude, vint en Union soviétique pour voir sa mère, les parents et amis de sa femme, il fut, de manière tout à fait inattendue, privé de la possibilité de retourner à Cambridge.

"Lorsque Kapitsa est arrivé d'Angleterre et n'a pas pu revenir", se souvient S. L. Beria, le fils du tout-puissant chef du NKVD, "il a directement dit à Molotov : "Je ne veux pas travailler ici". Molotov fut surpris : « Pourquoi ? » Kapitsa expliqua ainsi : « Je n'ai pas de laboratoire comme en Angleterre. » "Nous l'achèterons", a répondu Molotov.

Et ils l'ont acheté.

Les mêmes équipements et le même bâtiment ont été construits.

En effet, par décision du gouvernement soviétique, l’équipement du laboratoire de Kapitza a été acheté à la Royal Society de Londres, ou plus précisément au laboratoire qui porte son nom. Lundi à Cambridge. Il est prouvé que lorsque des représentants de la Société ont approché Rutherford au sujet de la vente d'équipements du laboratoire Mond, il a répondu avec colère : « Malheureusement, je dois être d'accord. Ces machines ne peuvent pas fonctionner sans Kapitsa, et Kapitsa ne peut pas fonctionner sans elles.

Le problème a été résolu, cependant, Kapitsa pendant longtemps ne pouvait pas continuer son travail scientifique à plein temps.

Le seul scientifique étranger avec lequel il correspondait à cette époque était son professeur Rutherford. Au moins deux fois par mois, Rutherford écrivait de longues lettres à Kapitsa, parlant de la vie de Cambridge, de ses propres succès scientifiques et des réalisations scientifiques de son école, lui donnant des conseils et simplement l'encourageant d'une manière humaine.

« …Je voudrais donner un petit conseil », écrit-il dans une lettre datée du 21 novembre 1935, « même si ce n'est peut-être pas nécessaire. Je pense que le plus important pour vous est de commencer le plus tôt possible à mettre en place votre laboratoire et d'essayer de former vos assistants pour qu'ils soient utiles. Je pense que beaucoup de vos ennuis disparaîtront lorsque vous retournerez au travail, et je suis également sûr que vos relations avec les autorités s'amélioreront une fois qu'elles verront que vous travaillez sérieusement pour faire démarrer votre entreprise... Il est possible que vous Je dirai que je ne comprends pas la situation, mais je suis sûr que votre bonheur futur dépend de votre travail acharné en laboratoire. Trop d'auto-analyse est mauvaise pour tout le monde."

« … Ce semestre, écrit Rutherford dans une autre lettre (datée du 15 mai 1936), j'ai été plus occupé que jamais. Mais tu sais, mon caractère s'est beaucoup amélioré dernières années, et je ne pense pas que cela ait fait du mal à quiconque au cours des dernières semaines. Commencez un travail scientifique, même s'il n'a pas d'importance mondiale, commencez le plus tôt possible et vous vous sentirez immédiatement plus heureux. Plus le travail est dur, moins il y a de temps pour les ennuis. Vous savez que certaines puces sont bonnes pour un chien, mais je pense que vous avez l’impression d’en avoir plus que ce dont vous avez besoin.

En 1935, Kapitsa reprend ses travaux dans le domaine de la physique des basses températures, qu'il avait commencés en Angleterre, à l'Institut des problèmes physiques, spécialement créé pour lui.

"... L'Institut a été fondé par décret gouvernemental du 28 décembre 1934 et a été nommé Institut des problèmes physiques", a rappelé Kapitsa. - En voici quelques-uns nom inhabituel devrait refléter le fait que l'institut ne s'occupera d'aucun domaine spécifique de la connaissance, mais sera, d'une manière générale, un institut étudiant divers problèmes scientifiques, dont l'étendue sera déterminée par le personnel, les cadres de scientifiques qui travailleront dans il. Ainsi, cet institut est destiné aux travaux scientifiques purs plutôt qu'appliqués. J’utilise le terme pas particulièrement populaire de « science pure » parce que je ne sais pas par quoi remplacer ce mot. Parfois, on dit : science théorique, mais toute science est théorique. Essentiellement, la science pure ou reine Wissen Shaft est un concept complètement établi. Il n'y a qu'une seule différence entre les sciences appliquées et les sciences pures : dans les sciences appliquées, les problèmes scientifiques viennent de la vie, tandis que les sciences pures elles-mêmes conduisent à des résultats appliqués, car aucune connaissance scientifique ne peut rester inapplicable à la vie - elle trouvera son chemin d'une manière ou d'une autre. produira des résultats pratiques, même s’il est difficile de prédire quand et comment cela se produira.»

Kapitsa ne se lassait pas de souligner cette particularité de son institut.

Il a répété à plusieurs reprises que le travail scientifique ne peut être assimilé à aucun autre travail basé sur la planification. "Newton lui-même, par exemple, n'aurait pas pu découvrir la loi de la gravité selon un plan donné, puisque cela s'est produit spontanément ; il a été inspiré lorsqu'il a vu la fameuse pomme tomber", a écrit Kapitsa. – Évidemment, il est impossible de prévoir le moment où un scientifique verra une pomme tomber et comment cela l’affectera. Ce qu’il y a de plus précieux dans la science et ce qui constitue la base de la grande science ne peut être planifié, car il est réalisé par un processus créatif dont le succès est déterminé par le talent du scientifique. »

Dans une note soumise au Narkomfin à la fin des années 30, Kapitsa demandait directement :

« Combien d'argent peut-on donner à I. Newton pour ses travaux sur la question de la gravitation universelle ? Est-ce vraiment, camarade commissaire du peuple, que lorsque vous regardez un tableau de Rembrandt, êtes-vous intéressé par combien Rembrandt a payé pour les pinceaux et la toile ? Pourquoi, lorsque vous envisagez un travail scientifique, êtes-vous intéressé par le coût des instruments ou par la quantité de matériaux qui y ont été dépensés ? Si le travail scientifique a donné des résultats significatifs, sa valeur est alors totalement sans commune mesure avec les coûts matériels.»

Lors de la création de l'institut, Kapitsa a demandé au physicien allemand Max Born, qui avait alors fui l'Allemagne nazie, de diriger le département théorique, mais Born n'a pas accepté l'offre. Ensuite, Kapitsa a invité le jeune Lev Landau dans ce département.

« À partir de ce mois-ci, le camarade camarade vient travailler pour moi. L. D. Landau, écrivait Kapitsa en février 1937 au président du Conseil des commissaires du peuple de l'URSS, Molotov, est docteur en physique, l'un des physiciens théoriciens les plus talentueux de notre Union. Le but de son implication est de s'engager dans tous les travaux théoriques liés aux travaux expérimentaux de notre institut. L'expérience montre que le travail conjoint des expérimentateurs et des théoriciens est le meilleur moyen pour que la théorie ne soit pas dissociée de l'expérience et qu'en même temps, les données expérimentales reçoivent une généralisation théorique appropriée et que tous les travailleurs scientifiques développent une large perspective scientifique.

Le courage personnel de Kapitsa ne peut que susciter l’admiration.

Lorsque Landau a été arrêté, Kapitsa a écrit la déclaration suivante à L.P. Beria :

«Je vous demande de libérer le professeur de physique arrêté Lev Davidovich Landau sous ma garantie personnelle. Je garantis au NKVD que Landau ne mènera aucune activité contre-révolutionnaire contre Pouvoir soviétique dans mon institut et je prendrai toutes les mesures en mon pouvoir pour garantir qu'il ne mène aucune activité contre-révolutionnaire en dehors de l'institut. Si je remarque des déclarations de Landau visant à nuire au gouvernement soviétique, j'en informerai immédiatement les autorités du NKVD.»

La garantie de Kapitsa a sauvé le jeune physicien.

Poursuivant ses travaux, Kapitsa développe en 1934 une installation originale de liquéfaction de l'hélium. En raison de ses propriétés inhabituelles, voire anormales, l’hélium liquide a toujours été un objet de recherche attractif. L'installation construite par Kapitsa a éliminé le besoin de pré-refroidir l'hélium avec de l'hydrogène liquide. Au lieu de cela, l'hélium a été refroidi en travaillant dans un détendeur spécial. La particularité de l'expandeur était qu'il était lubrifié par l'hélium lui-même.

Le turbodétendeur Kapitza nous a obligés à reconsidérer les principes de création de cycles de réfrigération utilisés pour liquéfier et séparer les gaz, ce qui a immédiatement modifié de manière significative le développement de la technologie mondiale de production d'oxygène.

"... Essentiellement, en tant que scientifique, je pourrais m'arrêter ici, publier mes résultats", se souvient Kapitsa, "et attendre que la pensée technique soit suffisamment mature pour les adopter et les mettre en œuvre. Aujourd'hui, je sais qu'avec cette recherche créative, j'entendais tout le travail que j'avais moi-même fait au cours des quatre dernières années en tant qu'ingénieur et que, comme je l'avais initialement supposé, notre industrie devait le faire. J'aurais le droit de m'arrêter à ce travail théorique si je n'étais pas moi-même ingénieur, si, je ne le cacherai pas, je n'étais pas impressionné par l'enthousiasme d'un ingénieur. On me dit que les idées que j’avance en tant que scientifique sont irréalistes. J'ai décidé d'aller plus loin. En un an et demi à deux ans, j'ai construit à l'institut une machine de production d'air liquide sur ces nouveaux principes. Les principes théoriques généraux exprimés étaient justifiés.

En 1937, Kapitsa découvre la superfluidité de l'hélium liquide.

Kapitsa a été le premier à montrer que la viscosité de l'hélium liquide à des températures inférieures à 219 degrés Kelvin lorsqu'il s'écoule à travers de fines fentes est tellement inférieure à la viscosité de tout liquide à très faible viscosité qu'elle est apparemment égale à zéro. Après avoir étudié en profondeur les propriétés de l'hélium liquide dans ce nouvel état, Kapitsa a montré qu'il se compose de deux composants - superfluide et normal.

Les travaux avec l'hélium liquide ont marqué le début du développement d'une toute nouvelle direction de la physique : la physique quantique de la matière condensée. Pour expliquer la nouvelle direction, il a même fallu introduire de nouveaux concepts quantiques - les soi-disant excitations élémentaires, ou quasiparticules. Dans ces travaux, Kapitsa a établi un fait très important : lorsque la chaleur est transférée d'un hélium solide à un hélium liquide, un saut de température inattendu se produit à l'interface - ce qu'on appelle le « saut de Kapitsa ».

Le 24 janvier 1939, Kapitsa fut élu membre à part entière de l'Académie des sciences de l'URSS. La réunion était présidée par le secrétaire du Département des mathématiques et des sciences naturelles, l'académicien A. E. Fersman, et un rapport sur les candidats a été rédigé par l'académicien S. I. Vavilov. Les trente-cinq académiciens présents à la réunion ont voté à l'unanimité pour Kapitsa.

Au tout début de la guerre, l'Institut Kapitsa est évacué vers Kazan.

Les physiciens se sont installés dans le bâtiment universitaire et ont immédiatement commencé à installer les équipements retirés de Moscou. Assez rapidement, l'oxygène a commencé à affluer dans les hôpitaux de Kazan pour les blessés et les malades. De l'oxygène liquide a également été envoyé aux usines en activité. « La guerre exacerbe les besoins du pays en oxygène », a écrit Kapitsa. « Nous devons retrousser nos manches et nous charger de transformer les machines en un type industriel, en étudiant les questions d'endurance et de durée de vie. C'est ce que nous avons fait à Kazan.

Pendant les années de guerre, Kapitsa a créé la centrale à turbine la plus puissante au monde pour produire à grande échelle l'oxygène liquide nécessaire à l'industrie. Sous le Conseil des ministres de l'URSS, une direction spéciale pour l'oxygène a été créée - Glavkislorod. La tâche principale de la Direction était le développement et la mise en service des installations Kapitsa pour la production d'oxygène liquide.

Pour ces œuvres, Kapitsa a reçu le titre de héros du travail socialiste.

De nombreux travaux du scientifique ont aidé le front et le pays, mais Kapitsa ne faisait pas partie des scientifiques qui ont soutenu la création d’armes atomiques. Il a refusé ce poste en raison d'une antipathie personnelle envers L.P. Beria, qui dirigeait le projet atomique. Kapitsa n'était pas du tout effrayé par le fait que le NKVD avait depuis longtemps un épais dossier sur lui, comme tout grand scientifique. Mais bien sûr, il y a eu tout de suite des gens qui n’étaient plus satisfaits du thème de son institut. L'une après l'autre, des commissions d'inspection ont commencé à être nommées, la méthode du turbo-expanseur, qui avait été saluée hier encore, a été annulée d'urgence et le style même de gestion de l'institut par Kapitsa a été reconnu comme vicieux.

En 1946, Kapitsa fut démis de ses fonctions de directeur et privé de la possibilité de travailler dans l'institut qu'il avait créé.

Dans sa datcha, située à Nikolina Gora, Kapitsa a organisé un petit laboratoire à domicile. Ici, il a réalisé un travail très intéressant. En 1955, par exemple, il donne une explication de la foudre en boule, tout en soulignant la possibilité de créer de puissantes décharges électriques similaires à la foudre en boule dans des conditions de laboratoire.

Kapitsa faisait presque tout dans son « laboratoire à domicile » de ses propres mains : il affûtait le métal sur une machine, faisait de la menuiserie et réalisait le câblage électrique.

"... La guérite de la datcha", a rappelé l'écrivain E. N. Dobrovolsky, l'environnement dans lequel Kapitsa effectuait son travail, "a été transformée en cabane-laboratoire. Cela s'appelait IFP - Problèmes physiques d'Izba. La cabane se composait de deux pièces, d'une cuisine et d'un garage. L'atelier d'usinage disposait de tours, de fraisages, de perçages et machines à affûter. Non loin du laboratoire se trouvait une grange transformée en atelier de menuiserie. Le chauffage se faisait par poêle et uniquement dans Dernièrement eau Il n'y avait pas assez d'espace, c'est pourquoi une petite extension a été réalisée au laboratoire, appelée cale. Au fil du temps, des armoires contenant des revues et des livres scientifiques sont apparues. J'ai dû prendre une autre chambre. Le laboratoire avançait sur un immeuble résidentiel. Un jour, il fallait de l’argent pour fabriquer un appareil. Le laboratoire Hata n'avait pas de fonds pour les métaux précieux. J'ai dû utiliser une cuillère à soupe en argent..."

Cependant, Kapitsa n'a pas été oublié du tout. Il était sous surveillance constante.

C'est pendant la période de travail de Kapitsa dans le « laboratoire domestique » que Staline lui envoya son travail pour révision. Problèmes économiques le socialisme en URSS. » Kapitsa répond à Staline par une critique de dix-sept pages, assez sévère, dans laquelle il reproche, entre autres choses, à Staline de confondre les lois du développement social avec les lois de la nature.

Staline n’a pas été offensé par ces critiques, mais la fin de la réclusion de Kapitsa n’est pas venue de sitôt. Ce n’est qu’en 1954 que le « laboratoire familial » de Kapitsa fut transféré à l’Institut des problèmes physiques, et Kapitsa lui-même le dirigea à nouveau en 1955. Toutes les charges retenues contre le scientifique ont été abandonnées et il a poursuivi ses travaux sur l'électronique de haute puissance et la physique des plasmas. Tout en travaillant sur l'électronique de haute puissance, Kapitsa a résolu un problème mathématique complexe concernant le mouvement des électrons dans les générateurs micro-ondes de type magnétron. Sur la base des calculs qu'il a effectués, il a conçu un nouveau type de générateurs de micro-ondes : le planotron et le nigotron. La puissance du nigotron, par exemple, était une valeur record pour ces années-là - 175 kW en mode continu.

Au cours de l'étude des générateurs de micro-ondes, Kapitsa a rencontré un phénomène inattendu : lorsqu'un ballon rempli d'hélium a été placé dans un faisceau d'ondes électromagnétiques émis par le générateur, une décharge avec une lueur très brillante est apparue dans l'hélium et les parois du quartz le ballon a fondu. Cela a conduit Kapitsa à l’idée qu’en utilisant de puissantes oscillations électromagnétiques micro-ondes, il était possible de chauffer le plasma à des températures ultra-élevées. En 1959, il réussit expérimentalement à former un plasma à haute température dans une décharge à haute fréquence. Pour ce faire, Kapitsa a attaché une chambre au nigotron, qui était un résonateur pour les oscillations micro-ondes. En remplissant la chambre de gaz - hélium, hydrogène ou deutérium - sous une pression de 1 à 2 atmosphères, il découvrit qu'au centre de la chambre, là où l'intensité des oscillations micro-ondes est maximale, une décharge filamentaire apparaît dans le gaz.

Candidature diverses méthodes Diagnostic du plasma Kapitsa a montré que la température des électrons du plasma dans une décharge de filament est d'environ 1 million de degrés. Cette découverte indique manière possibleà une décision Tâche herculéenne sur la création d'un réacteur thermonucléaire, et a également permis de faire un calcul complet d'un tel réacteur.

La position assise forcée sur la montagne Nikolina a suscité beaucoup de réflexions chez le scientifique.

« La tragédie de l'isolement de la science mondiale des travaux de Lomonossov, Petrov et de nos autres scientifiques individuels », a écrit Kapitsa, « consistait uniquement dans le fait qu'ils ne pouvaient pas se joindre au travail collectif des scientifiques à l'étranger, puisqu'ils n'avaient pas la possibilité voyager à l'étranger. C'est la réponse à la question de la raison du manque d'influence de leurs travaux sur la science mondiale...

Étant donné que chaque zone ne peut se développer que selon une seule voie, pour ne pas s'écarter de cette véritable voie, il faut avancer lentement et consacrer beaucoup d'efforts au travail de recherche. La collaboration dans le travail scientifique consiste dans le fait que ces travaux de recherche à forte intensité de main-d'œuvre sont répartis entre des équipes de scientifiques travaillant sur ce problème. Le travail d’un scientifique qui se déroule en dehors de l’équipe passe généralement inaperçu. La vie montre qu'un tel travail collectif de scientifiques, tant à l'intérieur du pays qu'à l'échelle internationale, n'est possible que grâce à des contacts personnels..."

Kapitsa a créé nouvelle école physiciens, se donnant entièrement, parfois même au détriment de leur propre travail. Dans le même temps, il faisait souvent référence aux paroles de Rutherford selon lesquelles la chose la plus importante pour un enseignant est d'apprendre à ne pas envier la réussite de ses élèves, ce qui, d'ailleurs, devient difficile au fil des années. Kapitsa lui-même, cela a été confirmé par beaucoup, n'a jamais éprouvé d'envie, ce n'était pas dans son caractère, il s'est toujours réjoui des succès de ceux qui, à son avis, méritaient le succès.

Kapitsa a souligné à plusieurs reprises qu'un scientifique doit travailler en permanence.

«Je suis sûr qu'au moment où même le plus grand scientifique cesse de travailler lui-même en laboratoire, non seulement il cesse de grandir, mais il cesse également d'être un scientifique. Ce n'est que lorsque vous travaillez vous-même en laboratoire, de vos propres mains, et que vous menez des expériences, même dans leur partie la plus routinière, que ce n'est qu'à ces conditions que vous pourrez obtenir un réel succès scientifique.

On ne peut pas faire de la bonne science entre les mains de quelqu’un d’autre.

Kapitsa estime que créer un environnement sain pour la formation de jeunes scientifiques est une tâche beaucoup plus difficile que la formation spéciale ou la construction de nouveaux instituts. Un environnement scientifique sain permet d'évaluer objectivement une personne quelle que soit l'autorité ou la position scientifique ; il oblige le scientifique à valoriser sa réputation et à rechercher des solutions non triviales aux problèmes. Kapitsa a terminé sa conférence Nobel, donnée en 1978, par ces mots : « … Le principal attrait du travail scientifique est précisément qu'il conduit à des problèmes dont les solutions ne peuvent être prévues. »

Depuis 1955, Kapitsa a édité le Journal of Experimental and Theoretical Physics et a travaillé activement au sein du Comité national soviétique du mouvement Pugwash. Il était membre à part entière de la Royal Society of London (1929), de l'Académie nationale des sciences des États-Unis (1946), de l'Académie royale des sciences du Danemark (1946), de l'Académie royale des sciences de Suède (1966), de l'Académie polonaise des sciences. (1963) et de nombreuses autres sociétés et institutions scientifiques nationales et étrangères.

Professeur au MIPT depuis 1947, Kapitsa lui-même a toujours dirigé les réunions de la Commission d'examen d'État pour la défense des diplômes, du moins celles organisées à l'Institut des problèmes physiques.

Kapitsa n'a jamais perdu son humour.

A tout moment, il était prêt à raconter la chose la plus incroyable.

« Kapitsa a raconté un jour, se souvient l'historien des sciences F. Kedrov, comment il avait dîné au Trinity College avec son ancien collègue Lord Adrian et d'autres scientifiques. Tout à l’université est resté le même qu’il y a plus de 30 ans. Aux murs étaient accrochées des peintures bien connues de Piotr Leonidovitch - un portrait Henri VIII et Le garçon en bleu de Reynolds. Et pourtant, Kapitsa éprouvait une sorte de gêne. Et soudain, il comprit : tout le monde autour de lui portait une robe de médecin, et il était le seul à ne pas en avoir. Il se souvenait qu'il avait un jour laissé sa blouse de médecin accrochée à un crochet dans le couloir du Trinity College. Appelant le majordome (serveur), Piotr Léonidovitch lui dit : « J'ai laissé ma blouse de médecin dans le couloir. Le chercheriez-vous là-bas ? » Butler demanda poliment : « Quand l'avez-vous laissé dans le couloir, monsieur ? » Kapitsa répondit : « Il y a trente-trois ans. » Butler n’a exprimé aucune surprise : « Oui, monsieur, bien sûr, je vais y jeter un œil. »

Et imaginez, Kapitsa a ri, il a trouvé ma robe.

Les mérites scientifiques de Kapitsa ont été hautement appréciés.

Il est lauréat du prix Nobel en 1978, deux fois Héros du travail socialiste (1945, 1974), deux fois lauréat du Prix d'État (1941, 1943). Il a reçu six Ordres de Lénine, l'Ordre du Drapeau rouge du Travail, la Médaille d'or Lomonosov, les médailles Faraday, Franklin, Bohr et Rutherford.

Il est décédé en 1984, juste avant son quatre-vingt-dixième anniversaire.

Et dans le laboratoire de Rutherford, dans le bureau de l'Institut des problèmes physiques et dans le « laboratoire à domicile » de Nikolina Gora, Kapitsa était toujours en place.

De plus, sa place était toujours la meilleure.

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Dans un collage

Piotr Léonidovitch Kapitsa, 1964.

Kapitsa (à gauche) et Semenov (à droite). À l'automne 1921, Kapitsa apparaît dans l'atelier de Boris Kustodiev et lui demande pourquoi il peint des portraits de célébrités et pourquoi l'artiste ne devrait pas peindre celles qui deviendraient célèbres. Les jeunes scientifiques ont payé l'artiste pour le portrait avec un sac de mil et un coq.

Piotr Leonidovich Kapitsa (26 juin 1894, Kronstadt - 8 avril 1984, Moscou) - Physicien soviétique. Académicien de l'Académie des sciences de l'URSS (1939).

Organisateur éminent de la science. Fondateur de l'Institut des Problèmes Physiques (IPP), dont le directeur est resté jusqu'aux derniers jours de sa vie. L'un des fondateurs de l'Institut de physique et de technologie de Moscou. Le premier chef du Département de physique des basses températures de la Faculté de physique de l'Université d'État de Moscou.

Lauréat prix Nobel en physique (1978) pour la découverte du phénomène de superfluidité de l'hélium liquide, a introduit le terme « superfluidité » dans l'usage scientifique. Il est également connu pour ses travaux dans le domaine de la physique des basses températures, l'étude des champs magnétiques ultra-puissants et le confinement des plasmas à haute température. Développement d'une usine de liquéfaction de gaz industriels performante (turboexpander). De 1921 à 1934, il travailla à Cambridge sous la direction de Rutherford. En 1934, lors d'une visite d'invité, il fut laissé de force en URSS. En 1945, il était membre du Comité spécial sur le projet atomique soviétique, mais son plan biennal pour la mise en œuvre du projet atomique n'a pas été approuvé et il a donc demandé sa démission, la demande a été accordée. De 1946 à 1955, il fut renvoyé des institutions soviétiques, mais il eut la possibilité de travailler comme professeur à l'Université d'État de Moscou jusqu'en 1950. Lomonossov.

Deux fois lauréat du prix Staline (1941, 1943). Récompensé d'une grande médaille d'or du nom de M.V. Lomonossov de l'Académie des sciences de l'URSS (1959). Deux fois héros du travail socialiste (1945, 1974). Membre de la Royal Society de Londres.

Piotr Leonidovich Kapitsa est né à Cronstadt, dans la famille de l'ingénieur militaire Leonid Petrovich Kapitsa et de son épouse Olga Ieronimovna, fille du topographe Ieronim Stebnitsky. En 1905, il entre au gymnase. Un an plus tard, en raison de mauvaises performances en latin, il est transféré à la Real School de Kronstadt. Après avoir obtenu son diplôme universitaire, il entre en 1914 à la faculté d'électromécanique de l'Institut polytechnique de Saint-Pétersbourg. A. F. Ioffe remarque rapidement un étudiant capable et l'attire à son séminaire et à son travail en laboratoire. D'abord Guerre mondiale trouvé un jeune homme en Écosse, où il s'est rendu pendant les vacances d'été pour étudier la langue. Il retourna en Russie en novembre 1914 et, un an plus tard, se porta volontaire pour aller au front. Kapitsa servit comme chauffeur d'ambulance et transporta les blessés sur le front polonais. En 1916, démobilisé, il retourne à Saint-Pétersbourg pour poursuivre ses études.

Avant même de défendre son diplôme, A.F. Ioffe a invité Piotr Kapitsa à travailler dans le département physico-technique du nouvel Institut de radiographie et de radiologie (transformé en novembre 1921 en Institut physico-technique). Le scientifique publie ses premiers travaux scientifiques dans ZhRFKhO et commence à enseigner.

Ioffe pensait qu'un jeune physicien prometteur devait poursuivre ses études dans une école scientifique étrangère réputée, mais pendant longtemps, il n'a pas été possible d'organiser un voyage à l'étranger. Grâce à l'aide de Krylov et à l'intervention de Maxim Gorki, Kapitsa, dans le cadre d'une commission spéciale, fut envoyé en Angleterre en 1921.
Grâce à la recommandation d'Ioffe, il parvient à trouver un emploi au laboratoire Cavendish sous la direction d'Ernest Rutherford et le 22 juillet, Kapitsa commence à travailler à Cambridge. Le jeune scientifique soviétique a rapidement gagné le respect de ses collègues et de la direction grâce à ses talents d'ingénieur et d'expérimentateur. Ses travaux dans le domaine des champs magnétiques ultra-puissants lui ont valu une grande renommée dans les cercles scientifiques. Au début, la relation entre Rutherford et Kapitsa n’était pas facile, mais peu à peu le physicien soviétique réussit à gagner sa confiance et ils devinrent bientôt des amis très proches. Kapitsa a donné à Rutherford le fameux surnom de « crocodile ». Déjà en 1921, lorsque le célèbre expérimentateur Robert Wood visitait le laboratoire Cavendish, Rutherford chargeait Peter Kapitsa de mener une expérience de démonstration spectaculaire devant le célèbre invité.

Le sujet de sa thèse de doctorat, soutenue par Kapitsa à Cambridge en 1922, était « Le passage des particules alpha à travers la matière et les méthodes de production de champs magnétiques ». Depuis janvier 1925, Kapitsa est directeur adjoint du Laboratoire Cavendish de recherche magnétique. En 1929, Kapitsa fut élu membre à part entière de la Royal Society of London. En novembre 1930, le Conseil de la Royal Society décida d'allouer 15 000 £ à la construction d'un laboratoire spécial pour Kapitsa à Cambridge. L'inauguration du laboratoire Mond (du nom de l'industriel et philanthrope Mond) a eu lieu le 3 février 1933. Kapitsa est élu professeur Messel de la Royal Society. Le chef du Parti conservateur d'Angleterre, l'ancien Premier ministre Stanley Baldwin, a déclaré dans son discours d'ouverture :

Nous sommes heureux que le professeur Kapitsa, qui combine si brillamment à la fois physicien et ingénieur, travaille comme directeur de notre laboratoire. Nous sommes convaincus que sous sa direction compétente, le nouveau laboratoire apportera sa contribution à la connaissance des processus naturels.

Kapitsa entretient des liens avec l'URSS et favorise par tous les moyens l'échange scientifique international d'expériences. La Série internationale de monographies en physique, publiée par Oxford University Press, dont Kapitsa était l'un des rédacteurs, publie des monographies de Georgy Gamov, Yakov Frenkel et Nikolai Semionov. À son invitation, Yuli Khariton et Kirill Sinelnikov viennent en Angleterre pour un stage.

En 1922, Fiodor Chtcherbatskoï avait évoqué la possibilité d'élire Piotr Kapitsa à l'Académie des sciences de Russie. En 1929, un certain nombre d'éminents scientifiques ont signé une proposition d'élection à l'Académie des sciences de l'URSS. Le 22 février 1929, le secrétaire permanent de l'Académie des sciences de l'URSS d'Oldenbourg informa Kapitsa que « l'Académie des sciences, souhaitant exprimer son profond respect pour vos réalisations scientifiques dans le domaine des sciences physiques, vous a élu lors de l'Assemblée générale. de l'Académie des sciences de l'URSS, le 13 février de cette année. comme ses membres correspondants."

Retour en URSS

Le XVIIe Congrès du Parti communiste de toute l’Union (bolcheviks) a apprécié la contribution significative des scientifiques et des spécialistes au succès de l’industrialisation du pays et à la mise en œuvre du premier plan quinquennal. Cependant, dans le même temps, les règles relatives aux voyages des spécialistes à l'étranger sont devenues plus strictes et leur mise en œuvre est désormais contrôlée par une commission spéciale.

De nombreux cas de non-retour de scientifiques soviétiques ne sont pas passés inaperçus. En 1936, V.N. Ipatiev et A.E. Chichibabin furent privés de la citoyenneté soviétique et expulsés de l'Académie des sciences pour être restés à l'étranger après un voyage d'affaires. Une histoire similaire avec les jeunes scientifiques G. A. Gamov et F. G. Dobzhansky a eu une large résonance dans les cercles scientifiques.

Les activités de Kapitsa à Cambridge ne sont pas passées inaperçues. Les autorités étaient particulièrement préoccupées par le fait que Kapitsa offrait des consultations aux industriels européens. Selon l'historien Vladimir Yesakov, bien avant 1934, un plan lié à Kapitsa avait été élaboré et Staline en était au courant. D'août à octobre 1934, une série de résolutions du Politburo furent adoptées, signées par Kaganovitch, ordonnant la détention du scientifique en URSS. La résolution finale disait :

Considérant que Kapitsa rend d'importants services aux Britanniques, en les informant sur la situation scientifique en URSS, et qu'il rend également d'importants services aux entreprises anglaises, y compris militaires, en leur vendant ses brevets et en exécutant leurs commandes, interdire à P L. Kapitsa le départ de l'URSS.

Jusqu'en 1934, Kapitsa et sa famille vivaient en Angleterre et venaient régulièrement en URSS pour se reposer et rendre visite à des proches. Le gouvernement de l'URSS l'a invité à plusieurs reprises à rester dans son pays natal, mais le scientifique a toujours refusé. Fin août, Piotr Leonidovitch, comme les années précédentes, allait rendre visite à sa mère et participer au congrès international consacré au 100e anniversaire de la naissance de Dmitri Mendeleïev.

Après son arrivée à Leningrad le 21 septembre 1934, Kapitsa fut convoqué à Moscou, au Conseil des commissaires du peuple, où il rencontra Piatakov. Le commissaire adjoint du peuple à l'industrie lourde nous a recommandé d'examiner attentivement l'offre de séjour. Kapitsa a refusé et il a été envoyé vers une autorité supérieure pour voir Mezhlauk.
Le président du Comité national de planification a informé le scientifique que voyager à l'étranger était impossible et le visa a été annulé. Kapitsa a été contraint d'emménager avec sa mère et sa femme, Anna Alekseevna, s'est rendue seule à Cambridge pour rendre visite à ses enfants. La presse anglaise, commentant ce qui s'est passé, a écrit que le professeur Kapitsa avait été détenu de force en URSS.

Piotr Léonidovitch était profondément déçu. Au début, je voulais même quitter la physique et me tourner vers la biophysique, devenant l'assistant de Pavlov. Il a demandé aide et intervention à Paul Langevin, Albert Einstein et Ernest Rutherford. Dans une lettre à Rutherford, il écrit qu'il s'est à peine remis du choc de ce qui s'est passé et remercie l'enseignant d'avoir aidé sa famille restée en Angleterre. Rutherford a écrit une lettre au représentant plénipotentiaire de l'URSS en Angleterre pour obtenir des éclaircissements sur les raisons pour lesquelles le célèbre physicien se voyait refuser de retourner à Cambridge. Dans une lettre de réponse, il fut informé que le retour de Kapitsa en URSS était dicté par le développement accéléré de la science et de l’industrie soviétiques prévu dans le plan quinquennal.

1934-1941

Les premiers mois en URSS ont été difficiles : il n’y avait pas de travail et aucune certitude quant à l’avenir. J’ai dû vivre à l’étroit dans un appartement commun avec la mère de Piotr Léonidovitch. Ses amis Nikolai Semionov, Alexei Bakh et Fyodor Shcherbatskoy l'ont beaucoup aidé à ce moment-là. Peu à peu, Piotr Leonidovich a repris ses esprits et a accepté de continuer à travailler dans sa spécialité. Comme condition, il exigeait que le laboratoire Mondov, dans lequel il travaillait, soit transporté en URSS. Si Rutherford refuse de transférer ou de vendre l’équipement, il faudra alors acheter des doubles des instruments uniques. Par décision du Politburo du Comité central du Parti communiste des bolcheviks de toute l'Union, 30 000 livres sterling ont été allouées à l'achat d'équipement.

Le 23 décembre 1934, Viatcheslav Molotov a signé un décret portant organisation de l'Institut des problèmes physiques (IPP) au sein de l'Académie des sciences de l'URSS. Le 3 janvier 1935, les journaux Pravda et Izvestia rapportent la nomination de Kapitsa au poste de directeur du nouvel institut. Au début de 1935, Kapitsa déménagea de Leningrad à Moscou - à l'hôtel Metropol et reçut une voiture personnelle. En mai 1935, la construction du bâtiment du laboratoire de l'institut à Vorobyovy Gory commença. Après des négociations assez difficiles avec Rutherford et Cockcroft (Kapitsa n'y a pas participé), il a été possible de parvenir à un accord sur les conditions de transfert du laboratoire en URSS. Entre 1935 et 1937, du matériel fut progressivement reçu d'Angleterre. L'affaire a été considérablement retardée en raison de la lenteur des responsables impliqués dans l'approvisionnement, et il est devenu nécessaire d'écrire des lettres aux plus hauts dirigeants de l'URSS, jusqu'à Staline. En conséquence, nous avons réussi à obtenir tout ce dont Piotr Leonidovich avait besoin. Deux ingénieurs expérimentés sont venus à Moscou pour aider à l'installation et à la configuration : le mécanicien Pearson et l'assistant de laboratoire Lauerman.

Dans ses lettres de la fin des années 1930, Kapitsa admettait que les possibilités de travail en URSS étaient inférieures à celles à l'étranger, même s'il disposait d'une institution scientifique et n'avait pratiquement aucun problème de financement. Il était déprimant de constater que des problèmes qui pouvaient être résolus en Angleterre par un simple coup de téléphone étaient embourbés dans la bureaucratie. Les déclarations dures du scientifique et les conditions exceptionnelles créées pour lui par les autorités n’ont pas contribué à établir une compréhension mutuelle avec ses collègues du milieu universitaire.

La situation est déprimante. L'intérêt pour mon travail a diminué, et d'un autre côté, les collègues scientifiques étaient si indignés que des tentatives aient été faites, au moins en paroles, pour placer mon travail dans des conditions qui auraient simplement dû être considérées comme normales, qu'ils se sont indignés sans hésitation : « Si<бы>Ils nous ont fait la même chose, alors nous ne ferons pas la même chose que Kapitsa »... En plus de l'envie, de la suspicion et de tout le reste, une atmosphère impossible et carrément effrayante s'est créée... Les scientifiques ici sont définitivement méchants à mon déménagement ici.-

En 1935, la candidature de Kapitsa n'a même pas été prise en compte lors des élections de membre à part entière de l'Académie des sciences de l'URSS. Il écrit à plusieurs reprises des notes et des lettres aux responsables gouvernementaux sur les possibilités de réforme de la science soviétique et du système universitaire, mais ne reçoit pas de réponse claire. Kapitsa a participé à plusieurs reprises aux réunions du Présidium de l'Académie des sciences de l'URSS, mais, comme il l'a lui-même rappelé, après deux ou trois fois"s'est retiré." Pour organiser le travail de l'Institut des problèmes physiques, Kapitsa n'a reçu aucune aide sérieuse et comptait principalement sur ses propres forces.

En janvier 1936, Anna Alekseevna revint d'Angleterre avec ses enfants et la famille Kapitsa emménagea dans un chalet construit sur le territoire de l'institut. En mars 1937, la construction du nouvel institut était achevée, la plupart des instruments étaient transportés et installés et Kapitsa retourna au travail actif. activité scientifique. Au même moment, un « kapichnik » commença à travailler à l'Institut des problèmes physiques - le célèbre séminaire de Piotr Leonidovich, qui acquit bientôt une renommée dans toute l'Union.

En janvier 1938, Kapitsa publia un article dans la revue Nature sur une découverte fondamentale - le phénomène de superfluidité de l'hélium liquide et la poursuite des recherches dans une nouvelle direction de la physique. Dans le même temps, l'équipe de l'institut, dirigée par Piotr Leonidovich, travaille activement sur la tâche purement pratique consistant à améliorer la conception d'une nouvelle installation de production d'air liquide et d'oxygène - un turbodétendeur. L’approche fondamentalement nouvelle de l’académicien concernant le fonctionnement des installations cryogéniques suscite de vives discussions tant en URSS qu’à l’étranger. Cependant, les activités de Kapitsa sont approuvées et l’institut qu’il dirige est cité en exemple d’organisation efficace du processus scientifique. Lors de l'assemblée générale du Département des sciences mathématiques et naturelles de l'Académie des sciences de l'URSS le 24 janvier 1939, Kapitsa fut accepté comme membre à part entière de l'Académie des sciences de l'URSS par vote unanime.)