Akademik P. L
Izjemen eksperimentalni fizik.
Rojen 26. junija 1894 v družini vojaškega inženirja, generala L. P. Kapitsa, graditelja kronštatskih utrdb. Leta 1905 je vstopil v kronštatsko gimnazijo, iz katere so ga zaradi slabega napredka premestili v realko. Diplomanti realnih šol niso imeli pravice do vstopa na univerze, zato je leta 1912 Kapitsa vstopil na Politehnični inštitut v Sankt Peterburgu.
V teh letih je imel Politehnični inštitut samo en oddelek za fiziko, ki ga je vodil profesor V. V. Skobeltsyn. Šele oktobra 1913 se je na inštitutu pojavil še en oddelek, ustanovljen. Ko se je leta 1916 po služenju v vojski Kapitsa vrnil na inštitut, je Ioffe opozoril na nadarjenega študenta. Leta 1918, ko je Kapitsa diplomiral na Politehničnem inštitutu, ga je Ioffe pustil na svojem oddelku. Ioffeju je bila všeč domišljija, s katero se njegov študent loteva eksperimentov. Kapitsa je celo sam izumil metodo priprave niti Wollaston. Tanki, manj kot mikron debeli, kremenčevi filamenti za fizične naprave niso bili potegnjeni skozi spinerete, kot priporočajo učbeniki; Kapitsa je preprosto pomočil puščico v staljeni kremen in jo izstrelil v zrak. Ko je preletela nekaj razdalje, je puščica padla na posteljno žametno blago in za seboj potegnila nit.
Istočasno je Kapitsa predlagal izvirni model rentgenskega spektroskopa in malo kasneje (skupaj z N. N. Semenovom) metodo za določanje magnetnega momenta atoma, ki je bila leta 1922 izvedena v poskusih fizikov Stern in Gerlach.
Pravijo, da je slavni angleški fizik sprva okleval.
»Imam že trideset pripravnikov, ki delajo,« je menda povedal Kapitsi. "30 in 31 se razlikujeta za približno tri odstotke," je odgovoril Kapitsa. »Ker vedno svariš pred suženjsko natančnostjo meritev, takšne triodstotne razlike sploh ne boš opazil.«
Rutherfordu je bil odgovor všeč.
»... Z ljudmi je ravnal izjemno skrbno, še posebej s svojimi učenci,« se je spominjal Kapitsa. – Ko sem prišel delat v njegov laboratorij, me je takoj presenetila ta skrb. Rutherford nikomur ne bi dovolil delati dlje kot ob šesti uri zvečer v laboratoriju, ob koncih tedna pa jim sploh ne bi dovolil delati. Protestiral sem, on pa je rekel: »Čisto dovolj je, da delaš do šestih zvečer, preostali čas moraš razmišljati. Slabi ljudje, ki preveč delajo in premalo razmišljajo.”
Rutherford je svoje zaposlene vodil kot oče. Rad je imel anekdote, humor, predvsem v urah popoldanskega počitka, ko naj bi po strogi angleški tradiciji pili portovec.
»...Nekoč smo govorili o Tunguškem meteoritu.
O tem vprašanju se je obširno razpravljalo.
Iz podatkov, ki smo jih imeli, smo takoj približno izračunali energijo in velikost meteorita. Eden izmed nas je zastavil vprašanje: "Kakšna je verjetnost, da tak meteorit pade v londonski City, torej tam, kjer se nahajajo vse londonske banke?" Izračunali smo verjetnost, izkazalo se je, da je zelo majhna. Ekonomisti so bili tam. Zastavljeno je bilo tudi naslednje vprašanje: »Kakšen vtis bi naredila angleška država, če bi bil City, bančni aparat Londona, uničen, celotna industrija pa bi ostala?« V tej razpravi je vsak postavil svojo domnevo.
Pogovarjala sta se dve uri.
Rutherford je imel najbolj živahno vlogo."
Leta 1923 je Kapitsa doktoriral na Univerzi v Cambridgeu. Hkrati je prejel prestižno Maxwellovo štipendijo, ki mu je prišla še kako prav. Od leta 1924 do 1932 je bil Kapitsa namestnik direktorja laboratorija Cavendish, od leta 1930 do 1934 pa je bil direktor laboratorija. Mond v Kraljevi družbi v Cambridgeu. Leta 1929 je bil izvoljen za člana Kraljeve družbe v Londonu.
Leta 1923 je Kapitsa s tem, da je komoro z oblaki postavil v močno magnetno polje, prvič opazil ukrivljenost trajektorij alfa delcev. V teh študijah se je prvič srečal s potrebo po ustvarjanju supermočnih magnetnih polj. Pokazal je, da je uporaba elektromagnetov z železnimi jedri v ta namen popolnoma nesmiselna in da je treba preklopiti na posebne tuljave, skozi katere spuščamo velik električni tok. Glavna težava, ki je nastala v tem primeru, je bilo pregrevanje tuljav. Da se to ne bi zgodilo, je Kapitsa predlagal ustvarjanje kratkotrajnih magnetnih polj s prehodom zelo velikega toka skozi tuljave - potem preprosto niso imeli časa za segrevanje.
Leta 1924 je Kapitsa predlagal novo metodo za pridobivanje impulzivnih supermočnih polj z jakostjo do 500.000 oerstedov, leta 1928 pa je postavil zakon linearnega naraščanja električnega upora številnih kovin iz jakosti magnetnega polja, tako da imenovan "Kapitsin zakon".
Kapitsa se je z ogromno fizično intuicijo znal izogniti neobetavnim potem, ne glede na to, kako zapeljive se zdijo.
"Ko sem v 30-ih prejel zelo močna magnetna polja, 10-krat močnejša od tistih, ki sem jih prejel pred mano," se je Kapitsa spominjal v članku "Prihodnost znanosti", so mi številni znanstveniki svetovali, naj izvedem poskuse za preučevanje učinka močno magnetno polje na hitrost Sveta. Einstein mi je najbolj vztrajno govoril o tem. Rekel je: "Ne verjamem, da je Bog ustvaril vesolje tako, da hitrost svetlobe ni odvisna od ničesar v njem." Einstein se je v takih primerih, ko ni bilo razumnejšega argumenta, rad skliceval na Boga. Iz že narejenih poskusov v tej smeri se je vedelo, da če bi izvedel tak eksperiment z mojimi močnejšimi polji, bi bil učinek še vedno zelo majhen, le drugega reda. V tem primeru seveda resnične razsežnosti učinka, saj bi bil pojav nov, ni bilo mogoče predvideti. Obenem se je obetal izjemno težek poskus, saj so bili podobni poskusi že opravljeni s polji do 20 tisoč oerstedov in so pokazali, da tudi pri zelo občutljivi metodi merjenja magnetno polje ne vpliva opazno na hitrost svetlobe.
Druga oseba, ki si je prizadevala za ta poskus in celo ponudila finančno podporo, je bil Oliver Lodge. Obrnil se je name tudi z nasvetom, naj izvedem ta izjemno težek in subtilen eksperiment.
In vendar sem zavrnil.
Naj to pojasnim z naslednjim poučnim primerom, ki morda marsikomu ni znan.
Kot se spomnite, je zakon o ohranitvi snovi eksperimentalno odkril Lomonosov leta 1756 in nekoliko kasneje Lavoisier. V začetku našega stoletja ga je Landolt preizkusil z veliko natančnostjo. Snov je tudi dal v zaprte posode in jo natančno stehtal pred in po reakciji ter pokazal, da je teža ostala nespremenjena na nič manj kot deset decimalnih mest. Če vzamemo energijo, ki se sprosti pri kemijski reakciji, in po enačbi iz teorije relativnosti, ki jo je izpeljal Einstein, izračunamo spremembo teže snovi, se izkaže, da če bi Landolt izvedel svoj poskus z z natančnostjo dveh ali treh velikosti več, bi lahko opazil spremembo teže reagirane snovi. Tako zdaj vemo, da se je Landolt zelo približal odkritju enega najbolj temeljnih naravnih zakonov. Toda predpostavimo, da bi Landolt vložil še več truda v ta poskus, bi delal še pet let in bi povečal natančnost za dva ali tri velikosti in bi opazil to spremembo teže; večina znanstvenikov pa mu ne bi verjela. Znano je, da je en z največjo natančnostjo narejen eksperiment vedno neprepričljiv in da bi ga preverili, je treba najti drugega eksperimentatorja, ki je prav tako pripravljen zanj porabiti deset let intenzivnega dela. Življenje namiguje, da čeprav je rešitev problema z znanimi metodami na meji natančnosti eksperimenta, je lahko prepričljiva le, če narava sama spodbudi nov način rešitve. V tem primeru je bilo res: Einsteinov zakon je preprosto preizkusil Aston, ko je izumil in razvil novo natančno metodo za določanje mase radioaktivnih izotopov na podlagi odklona ionskega žarka. Zato je treba tudi v primeru, ki sem ga opisal, počakati, da nam narava sama ponudi nove metodološke možnosti za preučevanje vpliva magnetnega polja na svetlobno hitrost, potem pa se bodo verjetno pojavili preprosti in prepričljivi poskusi za preučevanje tega pojav. Zato sem zavrnil izvedbo teh kompleksnih poskusov.
V drugem zakonu je bil Kapitsa poročen s hčerko slavnega ladjedelničarja akademika Krilova, ki jo je leta 1925 spoznal v Parizu. Ko je leta 1934 Kapitsa kot običajno prišel v Sovjetsko zvezo, da bi videl svojo mamo, ženine starše in prijatelje, je bil povsem nepričakovano prikrajšan za priložnost, da se vrne v Cambridge.
"Ko je Kapitsa prispel iz Anglije, a se ni mogel vrniti," se je spominjal S. L. Beria, sin vsemogočnega šefa NKVD, "je Molotovu neposredno rekel:" Nočem delati tukaj. Molotov je bil presenečen: "Zakaj?" Kapitsa je pojasnil tako: "Nimam takšnega laboratorija kot v Angliji." "Kupili ga bomo," je odgovoril Molotov.
In so kupili.
Zgradili so enako opremo in popolnoma isto zgradbo.«
Dejansko je bila po odločitvi sovjetske vlade oprema za Kapitsin laboratorij kupljena od Kraljeve družbe v Londonu, natančneje iz laboratorija. Monda v Cambridgeu. Obstajajo dokazi, da ko so se predstavniki društva obrnili na Rutherforda glede prodaje opreme iz laboratorija Mond, je ta jezno odgovoril: »Na žalost se moram strinjati. Ti stroji ne morejo delovati brez Kapitse in Kapitsa ne more delovati brez njih.
Težava je bila rešena, vendar Kapitsa dolgo ni mogel nadaljevati polnopravnega znanstvenega dela.
Edini tuji znanstvenik, s katerim si je takrat dopisoval, je bil njegov učitelj Rutherford. Vsaj dvakrat na mesec je Rutherford Kapitsi pisal dolga pisma, v katerih je pripovedoval o življenju v Cambridgeu, o svojih znanstvenih uspehih in znanstvenih dosežkih svoje šole, dajal nasvete in ga preprosto spodbujal na človeški način.
»...Rad bi dal majhen nasvet,« je zapisal v pismu z dne 21. novembra 1935, »čeprav morda ne bo potreben. Mislim, da je za vas najpomembneje, da čim prej začnete delati na vzpostavitvi svojega laboratorija in poskušate svoje pomočnike usposobiti za pomoč. Mislim, da bodo mnoge vaše težave izginile, ko boste spet delali, in prepričan sem tudi, da se bodo vaši odnosi z oblastmi izboljšali, takoj ko bodo videli, da vneto delate, da bi svoje podjetje zagnali ... Možno je, da Rekli boste, da ne razumem situacije, vendar sem prepričan, da je vaša sreča v prihodnosti odvisna od tega, kako trdo delate v laboratoriju. Preveč introspekcije je slabo za vse."
»…Ta semester,« piše Rutherford v drugem pismu (s dne 15. maja 1936), »sem bil bolj zaposlen kot kdaj koli prej. Ampak veš, moj karakter se je zelo izboljšal Zadnja leta, in zdi se mi, da v zadnjih tednih zaradi tega ni bil nihče poškodovan. Začnite z znanstvenim delom, tudi če ni svetovnega pomena, začnite čim prej in takoj se boste počutili srečnejše. Težje kot je delo, manj je časa za težave. Veste, da je določena količina bolh dobra za psa, a mislim, da se vam zdi, da jih imate več, kot jih potrebujete.
Leta 1935 je Kapitsa nadaljeval svoje delo na področju nizkotemperaturne fizike, ki se je začelo v Angliji, na Inštitutu za fizične probleme, ki je bil posebej ustvarjen zanj.
"... Inštitut je bil ustanovljen z vladnim odlokom z dne 28. decembra 1934 in imenovan Inštitut za fizikalne probleme," je spomnil Kapitsa. - To nekoliko nenavadno ime naj bi odražalo dejstvo, da se inštitut ne bo ukvarjal s kakšnim posebnim področjem znanja, ampak bo na splošno inštitut, ki preučuje različne znanstvene probleme, katerih obseg bodo določali kadri, ti kadri. znanstvenikov, ki bodo delali v njem. Tako je ta inštitut namenjen čistemu in ne aplikativnemu znanstvenemu delu. Uporabljam ne preveč popularen izraz "čista znanost", ker ne vem, kako bi nadomestil to besedo. Včasih pravijo - teoretična znanost, a vsaka znanost je teoretična. V bistvu je čista znanost ali reine Wissenshaft dobro uveljavljen koncept. Med uporabno in čisto znanostjo je samo ena razlika: v uporabni znanosti znanstveni problemi izvirajo iz življenja, medtem ko čiste znanosti same vodijo do uporabnih rezultatov, saj nobeno znanstveno spoznanje ne more ostati neuporabno v življenju - nekako bo našlo svojo uporabo in bo prinašajo praktične rezultate, čeprav je težko predvideti, kdaj in kako se bo to zgodilo.«
Kapitsa se ni naveličal poudarjati navedene značilnosti svojega inštituta.
Večkrat je poudaril, da znanstvenega dela ne smemo enačiti z nobenim drugim, ki temelji na načrtovanju. "Newton sam na primer ne bi mogel odkriti zakona gravitacije po danem načrtu, saj se je to zgodilo spontano, navdih mu je prišel, ko je videl znamenito padajoče jabolko," je zapisal Kapitsa. – Očitno je nemogoče načrtovati trenutek, kdaj bo znanstvenik videl padajoče jabolko in kako bo to vplivalo nanj. Najvrednejšega v znanosti in tistega, kar predstavlja osnovo velike znanosti, ni mogoče načrtovati, saj se to doseže z ustvarjalnim procesom, katerega uspeh je odvisen od talenta znanstvenika.
Kapitsa je v memorandumu, ki ga je konec 30. let predložil Narkomfinu, neposredno vprašal:
»Koliko denarja se lahko sprosti I. Newtonu za njegovo delo o vprašanju univerzalne gravitacije? Ali vas res, tovariš ljudski komisar, ko gledate Rembrandtovo sliko, zanima, koliko je Rembrandt plačal za čopiče in platno? Zakaj te potem, ko razmišljaš o znanstvenem delu, zanima, koliko stanejo naprave oziroma koliko materiala je bilo porabljenega za to? Če je znanstveno delo dalo pomembne rezultate, potem je njegova vrednost popolnoma nesorazmerna z materialnimi stroški.
Ob ustanovitvi inštituta je Kapitsa za vodjo teoretičnega oddelka prosil nemškega fizika Maxa Borna, ki je takrat pobegnil iz nacistične Nemčije, vendar Born ponudbe ni sprejel. Nato je Kapitsa na ta oddelek povabil mladega Leva Landaua.
»Od tega meseca, tovariš. L. D. Landau, - je Kapitsa februarja 1937 pisal predsedniku Sveta ljudskih komisarjev ZSSR Molotovu, - doktor fizike, eden najbolj nadarjenih teoretičnih fizikov v naši Uniji. Namen njegovega delovanja je vključevanje v vse teoretično delo, ki je povezano z eksperimentalnim delom našega inštituta. Izkušnje kažejo, da je skupno delo eksperimentalnih delavcev s teoretiki najboljši način za zagotovitev, da teorija ni ločena od eksperimenta, hkrati pa so eksperimentalni podatki deležni ustrezne teoretične posplošitve, v vseh znanstvenih pa se vzgaja širok znanstveni pogled. delavcev.
Osebni pogum Kapitse ne more ne vzbuditi občudovanja.
Ko je bil Landau aretiran, je Kapitsa napisal naslednjo izjavo, naslovljeno na L. P. Beria:
»Prosim vas, da aretiranega profesorja fizike Leva Davidoviča Landaua izpustite iz pripora pod mojim osebnim jamstvom. Za NKVD jamčim, da Landau v mojem inštitutu ne bo izvajal nobene protirevolucionarne dejavnosti proti sovjetskemu režimu, in sprejel bom vse ukrepe, ki so v moji moči, da zagotovim, da ne bo izvajal protirevolucionarnega dela zunaj inštituta. Če opazim Landauove izjave, katerih namen je škoditi sovjetski vladi, bom o tem takoj obvestil NKVD.
Kapitsino jamstvo je rešilo mladega fizika.
V nadaljevanju svojega dela je leta 1934 Kapitsa razvil izvirno napravo za utekočinjanje helija. Tekoči helij je bil zaradi svojih nenavadnih, celo nenormalnih lastnosti že od nekdaj privlačen objekt za raziskovanje. V napravi, ki jo je zgradil Kapitsa, se je bilo mogoče znebiti potrebe po predhodnem hlajenju helija s tekočim vodikom. Namesto tega je bil helij ohlajen z delom v posebnem ekspanzijskem ekspanderju. Posebnost ekspanderja je bila v tem, da ga je mazal sam helij.
Zaradi Kapitzinega turbo ekspanderja je bilo treba ponovno razmisliti o načelih ustvarjanja hladilnih ciklov, ki se uporabljajo za utekočinjenje in ločevanje plinov, kar je takoj bistveno spremenilo razvoj svetovne tehnologije proizvodnje kisika.
»... V bistvu bi se lahko kot znanstvenik tukaj ustavil, objavil svoje rezultate,« se je spominjal Kapitsa, »in počakal, da bo tehnična misel dovolj zrela, da jih bo zajemala in izvajala. Danes vem, da sem s tem kreativnim raziskovanjem vnaprej določil vse delo, ki sem ga sam opravljal zadnja štiri leta že kot inženir in ki bi ga, kot sem sprva domneval, naša industrija morala opraviti. Imel bi se imeti pravico ustaviti pri tem teoretičnem delu, če sam ne bi bil inženir, če me, ne bom skrival, ne bi razstavljal inženirski entuziazem. Pravijo mi, da so ideje, ki jih postavljam kot znanstvenik, nerealne. Odločil sem se narediti korak naprej. Leto in pol ali dve sem na inštitutu sestavljal stroj za pridobivanje utekočinjenega zraka na teh novih principih. Izražena splošna teoretična stališča so bila utemeljena.
Leta 1937 je Kapitsa odkril superfluidnost tekočega helija.
Kapitsa je prvi pokazal, da je viskoznost tekočega helija pri temperaturi pod 219 stopinj Kelvina, ko teče skozi tanke reže, tolikokrat manjša od viskoznosti katere koli tekočine z zelo nizko viskoznostjo, ki je očitno enaka nič. Ko je temeljito preučil lastnosti tekočega helija v tem novem stanju, je Kapitsa pokazal, da je sestavljen iz dveh komponent - superfluidne in normalne.
Delo s tekočim helijem je postavilo temelje za razvoj popolnoma nove smeri v fiziki - kvantne fizike kondenziranega stanja. Za razlago nove smeri je bilo potrebno uvesti celo nove kvantne koncepte - tako imenovane elementarne ekscitacije ali kvazidelce. V teh delih je Kapitsa ugotovil zelo pomembno dejstvo: ko se toplota prenaša s trdnega telesa na tekoči helij, pride do nepričakovanega temperaturnega skoka na vmesniku, tako imenovanega "Kapitsa skoka".
24. januarja 1939 je bil Kapitsa izvoljen za rednega člana Akademije znanosti ZSSR. Sestanek je vodil akademik A. E. Fersman, sekretar Oddelka za matematiko in naravoslovje, akademik S. I. Vavilov je poročal o kandidatih. Za Kapitso je soglasno glasovalo vseh petintrideset prisotnih akademikov.
Na samem začetku vojne je bil inštitut Kapitsa evakuiran v Kazan.
Fiziki so se naselili v stavbi univerze in takoj začeli nameščati opremo, odstranjeno iz Moskve. Precej hitro so bolnišnice v Kazanu začele prejemati kisik za ranjene in bolne. V delujoče tovarne so pošiljali tudi tekoči kisik. "Vojna povečuje potrebo države po kisiku," je zapisal Kapitsa. - Sami moramo z vso močjo zavihati rokave, da se lotimo revizije strojev za industrijski tip, preučimo vprašanja vzdržljivosti, trajanja delovanja. To smo naredili v Kazanu.”
V vojnih letih je Kapitsa zgradil najmočnejšo turbino na svetu za proizvodnjo tekočega kisika, potrebnega za industrijo v velikem obsegu. V okviru Sveta ministrov ZSSR je bila ustanovljena posebna uprava za kisik, Glavkislorod. Glavna naloga oddelka je bila razvoj in zagon obratov Kapitsa za proizvodnjo tekočega kisika.
Za ta dela je Kapitsa prejel naziv Heroj socialističnega dela.
Številna dela znanstvenika so pomagala fronti, pomagala državi, vendar Kapitsa ni bil med znanstveniki, ki so podpirali ustvarjanje atomskega orožja. To delo je zavrnil zaradi svoje osebne antipatije do L. P. Beria, ki je vodil atomski projekt. Kapitsa se sploh ni prestrašil dejstva, da je bil v NKVD, tako kot vsak večji znanstvenik, že dolgo prekrit z debelim dosjejem. Seveda pa so se takoj našli ljudje, ki predmet njegovega inštituta nenadoma niso bili več zadovoljni. Ena za drugo so se začele imenovati inšpekcijske komisije, metoda turboekspanderja, ki je bila dobrodošla šele včeraj, je bila nujno preklicana, sam slog vodenja Inštituta Kapitsa pa je bil prepoznan kot začaran.
Leta 1946 je bil Kapitsa odstranjen z mesta direktorja in mu odvzeta možnost dela v inštitutu, ki ga je ustvaril.
Na svoji dachi, ki se nahaja na Nikolini Gori, je Kapitsa organiziral majhen domači laboratorij. Tu je opravil zelo zanimivo delo. Leta 1955 je na primer podal razlago kroglične strele in izpostavil možnost ustvarjanja močnih električnih razelektritev, podobnih kroglični streli, v laboratorijskih pogojih.
Kapitsa je skoraj vse naredil v svojem "domačem laboratoriju" z lastnimi rokami: ostril je kovino na obdelovalnem stroju, delal kot mizar in se ukvarjal z električnimi napeljavami.
»... Dacha vratarnica,« se je pisatelj E. N. Dobrovolsky spominjal okolja, v katerem je Kapitsa opravljal svoje delo, »je bila spremenjena v kočo-laboratorij. Imenovali so jo IFP – kabina telesnih težav. Koča je bila sestavljena iz dveh sob, kuhinje in garaže. V mehanični delavnici so bili stružni, rezkalni, vrtalni in brusilni stroji. Nedaleč od laboratorija je bil skedenj, ki je bil spremenjen v mizarsko delavnico. Ogrevanje je bilo na peč in samo v zadnje čase vodo. Prostora ni bilo dovolj, zato so k laboratoriju naredili majhen prizidek, ki so ga imenovali zadržek. Sčasoma so se pojavile omare z znanstvenimi revijami in knjigami. Moral sem vzeti drugo sobo. Laboratorij je napredoval proti stanovanjski stavbi. Nekoč je bilo za izdelavo naprave potrebno srebro. Koča-laboratorij ni imela sredstev za plemenite kovine. Moral sem uporabiti srebrno žlico ..."
Vendar Kapitsa sploh ni bil pozabljen. Bil je pod stalnim nadzorom.
Ravno v obdobju Kapitsinega dela v "domačem laboratoriju" mu je Stalin poslal svoje delo "Ekonomski problemi socializma v ZSSR" v pregled. Kapica je Stalinu odgovoril s precej ostro kritiko na sedemnajstih straneh, v kateri je med drugim Stalinu očital, da je zakone družbenega razvoja zamešal z zakoni narave.
Stalina kritike niso užalile, vendar Kapitsove osamljenosti ni bilo kmalu konec. Šele leta 1954 je bil Kapitsin "domači laboratorij" prenesen na Inštitut za fizične probleme, sam Kapitsa pa ga je ponovno vodil leta 1955. Vse obtožbe proti znanstveniku so bile opuščene, nadaljeval je svoje delo na elektroniki visoke moči in fiziki plazme. Ko se je ukvarjal z elektroniko visoke moči, je Kapitsa rešil zapleten matematični problem o gibanju elektronov v mikrovalovnih generatorjih magnetronskega tipa. Na podlagi izračunov je zasnoval nov tip mikrovalovnih generatorjev - planotron in nigotron. Moč nigotrona je bila na primer rekordna vrednost za tista leta - 175 kW v neprekinjenem načinu.
V procesu preučevanja mikrovalovnih generatorjev je Kapitsa naletel na nepričakovan pojav: ko je bila bučka, napolnjena s helijem, postavljena v žarek elektromagnetnih valov, ki jih oddaja generator, se je v heliju pojavila razelektritev z zelo svetlim sijem in stene kremena bučka stopljena. To je pripeljalo Kapitza do ideje, da je mogoče z uporabo močnih mikrovalovnih elektromagnetnih nihanj segreti plazmo na ultravisoke temperature. Leta 1959 je eksperimentalno dosegel nastanek visokotemperaturne plazme pri visokofrekvenčni razelektritvi. Za to je Kapitsa na nigotron pritrdil komoro, ki je resonator za mikrovalovna nihanja. S polnjenjem komore s plini - helijem, vodikom ali devterijem - pod tlakom 1-2 atmosfere je ugotovil, da v središču komore, kjer je intenzivnost mikrovalovnih nihanj največja, v plinu pride do praznjenja filamenta.
Prijavljanje različne metode Kapitzina diagnostika plazme je pokazala, da je temperatura plazemskih elektronov v ščipni razelektritvi približno 1 milijon stopinj. To odkritje je nakazovalo možno pot do rešitve najtežja naloga o izdelavi termonuklearnega reaktorja in omogočil tudi popoln izračun takega reaktorja.
Prisilno sedenje na Nikolini gori je znanstveniku vzbudilo veliko razmišljanj.
»Tragedija izolacije del Lomonosova, Petrova in drugih naših osamljenih znanstvenikov od svetovne znanosti,« je zapisal Kapitsa, »je bila le v tem, da se niso mogli pridružiti kolektivnemu delu znanstvenikov v tujini, saj niso imeli možnosti potovati v tujini. To je odgovor na vprašanje - o razlogu za pomanjkanje vpliva njihovega dela na svetovno znanost ...
Ker se lahko vsako področje razvija le po eni poti, se je treba, da ne bi zašli s te prave poti, premikati počasi in vložiti veliko truda v iskalno delo. Sodelovanje pri znanstvenem delu je v tem, da so ta delovno intenzivna iskalna dela razdeljena med skupine znanstvenikov, ki delajo na ta težava. Delo znanstvenika, ki poteka izven tima, običajno ostane neopaženo. Življenje kaže, da je tako kolektivno delo znanstvenikov, tako v državi kot v mednarodnem merilu, možno le z osebnim stikom ...«
Kapitsa ustvaril nova šola fizikov, ki jim daje vse od sebe, včasih celo na škodo lastnega dela. Ob tem se je pogosto skliceval na besede Rutherforda, da je za učitelja najpomembnejše, da se nauči ne zavidati uspehu svojih učencev, kar mimogrede z leti postane težko. Sam Kapitsa, to potrjujejo mnogi, nikoli ni doživel zavisti, to ni bilo v njegovi naravi, vedno se je veselil uspeha tistih, ki so si po njegovem mnenju zaslužili uspeh.
Kapitsa je večkrat poudaril, da mora znanstvenik nenehno delati.
»Prepričan sem, da v trenutku, ko tudi najuglednejši znanstvenik sam preneha delati v laboratoriju, ne ustavi le svoje rasti, ampak tudi preneha biti znanstvenik nasploh. Šele ko delate v laboratoriju sami, z lastnimi rokami, izvajate poskuse, tudi v njihovem najbolj rutinskem delu, le pod tem pogojem lahko dosežete pravi uspeh v znanosti.
Ne moreš delati dobre znanosti s tujimi rokami."
Kapitsa je menil, da je ustvarjanje zdravega okolja za oblikovanje mladih znanstvenikov veliko težje kot posebno usposabljanje ali gradnja novih institucij. Zdravo znanstveno okolje omogoča objektivno ocenjevanje osebe, ne glede na znanstveno avtoriteto, položaj, zaradi česar znanstvenik ceni svoj ugled, išče netrivialne rešitve problemov. Kapitsa je svoje Nobelovo predavanje leta 1978 končal z naslednjimi besedami: "... Glavna privlačnost znanstvenega dela je ravno v tem, da vodi do problemov, katerih rešitev ni mogoče predvideti."
Od leta 1955 je Kapitsa urejal Journal of Experimental and Theoretical Physics in aktivno sodeloval v sovjetskem nacionalnem komiteju gibanja Pugwash. Bil je redni član Kraljeve družbe v Londonu (1929), Nacionalne akademije znanosti ZDA (1946), Kraljeve danske akademije znanosti (1946), Kraljeve švedske akademije znanosti (1966), Poljske akademije znanosti (1963) ter mnogih drugih domačih in tujih znanstvenih društvih in ustanovah.
Kot profesor na Moskovskem inštitutu za fiziko in tehnologijo od leta 1947 je Kapitsa vedno sam vodil sestanke Državne izpitne komisije za zagovor diplom, vsaj tistih, ki so bile izvedene na Inštitutu za fizične probleme.
Kapitsa ni nikoli izgubil humorja.
V vsakem trenutku je bil pripravljen povedati najbolj neverjetno.
»Kapitsa je nekoč pripovedoval,« se je spominjal zgodovinar znanosti F. Kedrov, »kako je nekoč večerjal na Trinity College s svojim starim kolegom lordom Adrianom in drugimi znanstveniki. Na fakulteti je ostalo vse tako kot pred več kot 30 leti. Na stenah so visele slike, ki jih je dobro poznal Pyotr Leonidovich - portret Henrik VIII in Deček v modrem Reynoldsa. In vendar je Kapitsa čutil določeno nerodnost. In nenadoma se mu je posvetilo: vsi naokoli so bili v doktorskih haljah, on pa edini brez halje. Spomnil se je, da je nekoč svojo doktorsko haljo pustil na kljuki na hodniku kolidža Trinity. Pjotr Leonidovič je poklical butlerja (natakarja) in mu rekel: »Doktorsko haljo sem pustil na hodniku. Jo boste iskali tam?« Butler je vljudno vprašal: »Kdaj ste jo pustili na hodniku, gospod?« Kapitsa je odgovoril: »Pred triintridesetimi leti.« Butler ni izrazil presenečenja: "Da, gospod, seveda bom pogledal."
In predstavljajte si, se je smejal Kapitsa, našel je moj plašč.
Kapitzini znanstveni dosežki so bili zelo cenjeni.
Je Nobelov nagrajenec leta 1978, dvakratni heroj socialističnega dela (1945, 1974), dvakratni dobitnik državne nagrade (1941, 1943). Prejel je šest redov Lenina, red delavskega rdečega prapora, zlato medaljo Lomonosova, Faradayevo, Franklinovo, Bohrovo in Rutherfordovo medaljo.
Umrl je leta 1984, malo pred svojim devetdesetim rojstnim dnem.
In v Rutherfordovem laboratoriju, v pisarni Inštituta za fizične probleme in v "domačem laboratoriju" na Nikolini Gori - Kapitsa je bila vedno na mestu.
Poleg tega je bilo njegovo mesto vedno najboljše.
Iz Wikipedije, proste enciklopedije
v kolažu
Peter Leonidovič Kapica, 1964.
Kapica (levo) in Semjonov (desno). Jeseni 1921 se je Kapitsa pojavil v ateljeju Borisa Kustodieva in ga vprašal, zakaj slika portrete znanih osebnosti in zakaj umetnik ne bi smel slikati tistih, ki bodo postali slavni. Mladi znanstveniki so umetniku za portret plačali z vrečo prosa in petelinom.
Pyotr Leonidovich Kapitsa (26. junij 1894, Kronstadt - 8. april 1984, Moskva) - sovjetski fizik. Akademik Akademije znanosti ZSSR (1939).
Izrazit organizator znanosti. Ustanovitelj Inštituta za fizične probleme (IFP), katerega direktor je ostal do zadnjih dni svojega življenja. Eden od ustanoviteljev Moskovskega inštituta za fiziko in tehnologijo. Prvi vodja oddelka za nizkotemperaturno fiziko Fakultete za fiziko Moskovske državne univerze.
Dobitnik Nobelove nagrade za fiziko (1978) za odkritje pojava superfluidnosti tekočega helija je v znanstveno rabo uvedel izraz "superfluidnost". Znan je tudi po svojem delu na področju nizkotemperaturne fizike, študiju supermočnih magnetnih polj in zadrževanju visokotemperaturne plazme. Razvil visoko zmogljivo industrijsko napravo za utekočinjenje plina (turbo ekspander). Od leta 1921 do 1934 je delal v Cambridgeu pri Rutherfordu. Leta 1934 so ga med gostovanjem prisilno pustili v ZSSR. Leta 1945 je bil član posebnega odbora za sovjetski jedrski projekt, vendar njegov dvoletni načrt za izvedbo jedrskega projekta ni bil odobren, v zvezi s čimer je prosil za odstop, prošnja je bila uslišana. Od leta 1946 do 1955 je bil odpuščen iz državnih sovjetskih ustanov, vendar mu je ostala možnost delati kot profesor na Moskovski državni univerzi do leta 1950. Lomonosov.
Dvakratni dobitnik Stalinove nagrade (1941, 1943). Prejel je veliko zlato medaljo po imenu M. V. Lomonosova Akademije znanosti ZSSR (1959). Dvakratni heroj socialističnega dela (1945, 1974). Član Kraljeve družbe v Londonu (Fellow of the Royal Society).
Pjotr Leonidovič Kapica se je rodil v Kronstadtu v družini vojaškega inženirja Leonida Petroviča Kapice in njegove žene Olge Ieronimovne, hčerke topografa Ieronima Stebnitskega. Leta 1905 je vstopil v gimnazijo. Leto kasneje se je zaradi slabega uspeha v latinščini prepisal na Kronštatsko realko. Po končani fakulteti je leta 1914 vstopil na elektromehansko fakulteto Politehničnega inštituta v Sankt Peterburgu. Sposobnega študenta hitro opazi A. F. Ioffe, pritegne ga njegov seminar in delo v laboratoriju. Prva svetovna vojna je mladeniča našla na Škotskem, ki jo je obiskal med poletnimi počitnicami, da bi se naučil jezika. V Rusijo se je vrnil novembra 1914, leto kasneje pa se je prostovoljno prijavil na fronto. Kapitsa je služil kot voznik reševalnega vozila in vozil ranjence na poljski fronti. Leta 1916 se je po demobilizaciji vrnil v Sankt Peterburg, da bi nadaljeval študij.
Še pred zagovorom diplome A. F. Ioffe povabi Pyotra Kapitsa na delo v fizikalno-tehnični oddelek novoustanovljenega rentgenskega in radiološkega inštituta (novembra 1921 preoblikovan v fizikalno-tehnični inštitut). Znanstvenik objavi svoje prvo znanstveno delo v ZhRFHO in začne poučevati.
Ioffe je verjel, da mora obetavni mladi fizik nadaljevati študij na ugledni tuji znanstveni šoli, vendar je trajalo veliko časa, da so organizirali potovanje v tujino. Zahvaljujoč pomoči Krylova in posredovanju Maxima Gorkyja je bil leta 1921 Kapitsa kot del posebne komisije poslan v Anglijo.
Zahvaljujoč Ioffejevemu priporočilu mu uspe dobiti službo v laboratoriju Cavendish pod vodstvom Ernesta Rutherforda, od 22. julija pa Kapitsa začne delati v Cambridgeu. Mladi sovjetski znanstvenik si je zaradi talenta inženirja in eksperimentatorja hitro prislužil spoštovanje kolegov in vodstva. Dela na področju supermočnih magnetnih polj so mu prinesla široko popularnost v znanstvenih krogih. Sprva razmerje med Rutherfordom in Kapitso ni bilo enostavno, vendar je sovjetskemu fiziku postopoma uspelo pridobiti njegovo zaupanje in kmalu sta postala zelo tesna prijatelja. Kapitsa je Rutherfordu dal slavni vzdevek "krokodil". Že leta 1921, ko je slavni eksperimentator Robert Wood obiskal laboratorij Cavendish, je Rutherford naročil Petru Kapitsi, naj izvede spektakularen demonstracijski eksperiment pred slavnim gostom.
Tema njegove doktorske disertacije, ki jo je Kapitsa zagovarjal v Cambridgeu leta 1922, je bila "Prehajanje alfa delcev skozi snov in metode za ustvarjanje magnetnih polj." Od januarja 1925 je bil Kapitsa namestnik direktorja laboratorija Cavendish za magnetne raziskave. Leta 1929 je bil Kapitsa izvoljen za rednega člana Kraljeve družbe v Londonu. Novembra 1930 se svet Kraljeve družbe odloči dodeliti 15.000 funtov za gradnjo posebnega laboratorija za Kapitzo v Cambridgeu. Slovesna otvoritev Laboratorija Mond (imenovanega po industrialcu in filantropu Mondu) je bila 3. februarja 1933. Kapitsa je izvoljen za Messelovega profesorja Kraljeve družbe. Vodja angleške konservativne stranke, nekdanji premier Stanley Baldwin, je v svojem otvoritvenem govoru opozoril:
Veseli smo, da profesor Kapitsa, ki tako sijajno združuje tako fizika kot inženirja, dela pri nas kot direktor laboratorija. Prepričani smo, da bo pod njegovim sposobnim vodstvom novi laboratorij prispeval k poznavanju procesov v naravi.-
Kapitsa ohranja vezi z ZSSR in na vse možne načine spodbuja mednarodno znanstveno izmenjavo izkušenj. International Series of Monographs in Physics, Oxford University Press, katere eden od urednikov je bil Kapitsa, objavlja monografije Georgyja Gamowa, Yakova Frenkela in Nikolaja Semyonova. Julius Khariton in Kirill Sinelnikov prideta v Anglijo na njegovo povabilo na pripravništvo.
Že leta 1922 je Fjodor Ščerbatski govoril o možnosti izvolitve Petra Kapice v Rusko akademijo znanosti. Leta 1929 je več vodilnih znanstvenikov podpisalo kandidaturo za izvolitev v Akademijo znanosti ZSSR. 22. februarja 1929 je nepogrešljivi sekretar Akademije znanosti ZSSR Oldenburg obvestil Kapitsa, da vas je "Akademija znanosti, ki želi izraziti svoje globoko spoštovanje do vaših znanstvenih zaslug na področju fizikalnih znanosti, izvolila na skupščini Akademije znanosti ZSSR 13. februarja letos. svojim dopisnim članom«.
Vrnitev v ZSSR
17. kongres Vsezvezne komunistične partije boljševikov je ocenil pomemben prispevek znanstvenikov in strokovnjakov k uspehu industrializacije države in izvajanju prvega petletnega načrta. Vendar so se hkrati zaostrila pravila za odhod specialistov v tujino, njihovo izvajanje pa je zdaj nadzorovala posebna komisija.
Številni primeri nevrnitve sovjetskih znanstvenikov niso ostali neopaženi. Leta 1936 sta bila V. N. Ipatiev in A. E. Čičibabin odvzeta sovjetskemu državljanstvu in izključena iz Akademije znanosti, ker sta po službenem potovanju ostala v tujini. Podobna zgodba z mladima znanstvenikoma G. A. Gamovom in F. G. Dobzhanskyjem je imela širok odmev v znanstvenih krogih.
Kapitsine dejavnosti v Cambridgeu niso ostale neopažene. Oblasti je še posebej skrbelo dejstvo, da je Kapitsa svetoval evropskim industrialcem. Po besedah zgodovinarja Vladimirja Esakova je bil dolgo pred letom 1934 izdelan načrt, povezan s Kapico, in Stalin je vedel zanj. Od avgusta do oktobra 1934 so bili sprejeti številni sklepi politbiroja, ki jih je podpisal Kaganovič in so odredili pripor znanstvenika v ZSSR. Končni sklep se glasi:
Izhajajoč iz pomislekov, da Kapitsa Britancem zagotavlja pomembne storitve, saj jih obvešča o razmerah v znanosti ZSSR, pa tudi dejstvo, da britanskim podjetjem, vključno z vojsko, zagotavlja največje storitve, jim prodaja svoje patente in delajo po njihovih ukazih, da prepovejo P. L. Kapitsa odhod iz ZSSR.
Do leta 1934 je Kapitsa z družino živel v Angliji in redno prihajal v ZSSR na počitek in obisk sorodnikov. Vlada ZSSR mu je večkrat ponudila, da ostane v domovini, vendar je znanstvenik vedno zavrnil. Konec avgusta je Peter Leonidovič, kot prejšnja leta, nameraval obiskati svojo mamo in se udeležiti mednarodnega kongresa, posvečenega 100. obletnici rojstva Dmitrija Mendelejeva.
Po prihodu v Leningrad 21. septembra 1934 je bil Kapitsa poklican v Moskvo, v Svet ljudskih komisarjev, kjer se je srečal s Pyatakovim. Namestnik ljudskega komisarja za težko industrijo je priporočil, da se predlog o obstanku natančno preuči. Kapitsa je zavrnil in bil poslan k višji oblasti v Mezhlauk.
Predsednik državne komisije za načrtovanje je znanstvenika obvestil, da ni mogoče potovati v tujino in da je bil vizum preklican. Kapitsa se je bil prisiljen preseliti k materi, njegova žena Anna Alekseevna pa je odšla v Cambridge, da bi živela sama z otroki. Angleški tisk, ki je komentiral, kaj se je zgodilo, je zapisal, da je bil profesor Kapitsa prisilno pridržan v ZSSR.
Pjotr Leonidovič je bil globoko razočaran. Sprva sem celo želel pustiti fiziko in preiti na biofiziko ter postati Pavlov asistent. Za pomoč in posredovanje se je obrnil na Paula Langevina, Alberta Einsteina in Ernesta Rutherforda. V pismu Rutherfordu je zapisal, da si je komaj opomogel od šoka zaradi tega, kar se je zgodilo, in se zahvalil učitelju za pomoč njegovi družini, ki je ostala v Angliji. Rutherford je v pismu pooblaščencu ZSSR v Angliji prosil za pojasnilo - zakaj slavnemu fiziku ni bila vrnitev v Cambridge. V odgovornem pismu je bil obveščen, da je Kapitsino vrnitev v ZSSR narekoval pospešen razvoj sovjetske znanosti in industrije, načrtovan v petletnem načrtu.
1934-1941
Prvi meseci v ZSSR so bili težki - ni bilo dela in gotovosti s prihodnostjo. Moral sem živeti v utesnjenih razmerah skupnega stanovanja z materjo Petra Leonidoviča. V tistem trenutku so mu veliko pomagali njegovi prijatelji Nikolaj Semjonov, Aleksej Bakh, Fedor Ščerbatski. Postopoma se je Peter Leonidovič spametoval in se strinjal, da bo še naprej delal po svoji specialnosti. Kot pogoj je zahteval, da se laboratorij Mondo, kjer je delal, preseli v ZSSR. Če Rutherford zavrne prenos ali prodajo opreme, bo treba kupiti dvojnike edinstvenih instrumentov. Po odločitvi politbiroja Centralnega komiteja Vsezvezne komunistične partije boljševikov je bilo za nakup opreme dodeljenih 30 tisoč funtov.
23. decembra 1934 je Vjačeslav Molotov podpisal sklep o organizaciji Inštituta za fizične probleme (IPP) v okviru Akademije znanosti ZSSR. 3. januarja 1935 sta časopisa Pravda in Izvestiya objavila imenovanje Kapitse za direktorja novega inštituta. V začetku leta 1935 se je Kapitsa iz Leningrada preselil v Moskvo - v hotel Metropol in na razpolago prejel osebni avtomobil. Maja 1935 se je začela gradnja laboratorijske stavbe inštituta na Vrabčkovih gričih. Po precej težkih pogajanjih z Rutherfordom in Cockcroftom (Kapitsa v njih ni sodeloval) je bil dosežen dogovor o pogojih prenosa laboratorija v ZSSR. Med letoma 1935 in 1937 je oprema postopoma prihajala iz Anglije. Zadeva je močno zastala zaradi počasnosti uradnikov, ki so sodelovali pri dobavi, zato je bilo potrebno pisati pisma najvišjemu vodstvu ZSSR, vse do Stalina. Posledično nam je uspelo dobiti vse, kar je zahteval Pjotr Leonidovič. V Moskvo sta prispela dva izkušena inženirja, ki sta pomagala pri namestitvi in nastavitvah - mehanik Pearson in laboratorijski pomočnik Lauerman.
V svojih pismih v poznih tridesetih letih je Kapitsa priznal, da so bile možnosti za delo v ZSSR slabše od tistih v tujini - to je kljub dejstvu, da je dobil na razpolago znanstveno institucijo in praktično ni imel težav s financiranjem. Bilo je depresivno, da so se problemi, ki so jih v Angliji rešili z enim samim telefonskim klicem, zabredli v birokracijo. Ostre izjave znanstvenika in izjemni pogoji, ki so mu jih ustvarile oblasti, niso prispevali k vzpostavitvi medsebojnega razumevanja s kolegi v akademskem okolju.
Stanje je zatirajoče. Zanimanje za moje delo je padlo, po drugi strani pa so kolegi znanstveniki postali tako ogorčeni, da so poskušali vsaj besedno moje delo spraviti v razmere, ki jih je preprosto treba šteti za normalne, da so brez zadržkov ogorčeni: »Če<бы>naredili so nam enako, potem ne bomo storili enako kot Kapitsa ”... Poleg zavisti, sumničenja in vsega ostalega je vzdušje nastalo nemogoče in naravnost srhljivo ... Domači znanstveniki imajo vsekakor neprijazen odnos do selim se sem.-
Leta 1935 Kapitsina kandidatura sploh ni bila obravnavana na volitvah za redne člane Akademije znanosti ZSSR. Vladnim uradnikom večkrat piše opombe in pisma o možnostih reforme sovjetske znanosti in akademskega sistema, vendar ne dobi jasnega odgovora. Kapitsa je večkrat sodeloval na sejah predsedstva Akademije znanosti ZSSR, toda, kot se je sam spomnil, po dvakrat ali trikrat"odpravljen". Pri organizaciji dela Inštituta za fizične probleme Kapitsa ni prejel resne pomoči in se je zanašal predvsem na lastne moči.
Januarja 1936 se je Anna Alekseevna z otroki vrnila iz Anglije in družina Kapitsa se je preselila v kočo, zgrajeno na ozemlju inštituta. Do marca 1937 je bila gradnja novega inštituta končana, večina instrumentov je bila prepeljana in nameščena, Kapitsa pa se je vrnil k delu znanstvena dejavnost. Istočasno je na Inštitutu za fizikalne probleme začel delovati "kapičnik" - slavni seminar Petra Leonidoviča, ki je kmalu pridobil vsezvezno slavo.
Januarja 1938 je Kapitsa v reviji Nature objavil članek o temeljnem odkritju - pojavu superfluidnosti tekočega helija - in nadaljeval raziskave v novi smeri fizike. Hkrati osebje inštituta, ki ga vodi Peter Leonidovich, aktivno dela na povsem praktični nalogi izboljšanja zasnove nove naprave za proizvodnjo tekočega zraka in kisika - turboekspanderja. Bistveno nov pristop akademika k delovanju kriogenih naprav povzroča burne razprave tako v ZSSR kot v tujini. Kljub temu so dejavnosti Kapitse odobrene, inštitut, ki ga vodi, pa velja za primer učinkovite organizacije znanstvenega procesa. Na skupščini Oddelka za matematiko in naravoslovje Akademije znanosti ZSSR 24. januarja 1939 je bil Kapitsa soglasno sprejet za rednega člana Akademije znanosti ZSSR.)
