капица нобелевская премия за что
Нобелевские лауреаты МФТИ: Петр Капица
Судьбу инициатора создания Московского физико-математического института, нобелевского лауреата Петра Капицы простой и безоблачной не назовешь: гибель семьи, запрет выбирать, где жить и работать, опала. О научных открытиях, интересных фактах из биографии этого великого ученого, и, конечно, о том, как и почему Капицу называют инициатором открытия Физтеха, мы расскажем в первом материале цикла «История МФТИ: нобелевские лауреаты».
Жизнь ученого до трагедии 1920 года
Петр Капица родился 8 июля 1894 года в Кронштадте в семье генерал-майора инженерного корпуса Леонида Капицы и педагога, специалиста по детской литературе и фольклору Ольги Стебницкой.
О детских годах ученого мало что известно, однако в его биографии есть один примечательный факт: в 1905 году мальчик поступил в гимназию, но уже через год из-за плохих отметок по латыни ему пришлось перевестись в реальное училище. После Петр поступил в Политехнический институт на факультет электромеханики. Окончив учебного заведение, он остался в вузе – преподавал физику и механику, занимался научной деятельностью на кафедре физики знаменитого ученого Абрама Иоффе.
В это время Петр Леонидович встретил свою первую любовь Надежду Черносвитову. Три года супруги были счастливы в браке, в семье родилось двое детей. В 1919–1920-х годах в жизни ученого произошла трагедия – во время эпидемии испанки он потерял отца, двухлетнего сына, жену и новорожденную дочь. От этого удара Капица не мог оправиться долгое время.
Работа в Кембридже: магнит с максимальной индукцией и специальная лаборатория
Источник изображения: gettyimages.com
В 1921 году по настоянию Абрама Иоффе Петр Капица вместе с другими учеными был направлен в научную командировку в Англию, где познакомился с Эрнестом Резерфордом, «отцом» ядерной физики и лауреатом Нобелевской премии, и был принят на стажировку в Кавендишскую лабораторию в Кембридже на должность научного работника.
Молодой ученый быстро заслужил уважение коллег и даже стал местной легендой после создания импульсного магнита с максимальной индукцией около 30 тесла (нынешний рекорд – 100 тесла). Спиральная катушка магнита преобразовывала запасенную в роторе электрогенератора механическую энергию в магнитную. Это был первый успех в получении сильных короткоимпульсных магнитный полей.
Крокодил – легендарный символ дружбы Капицы и Резерфорда
В самом начале личные отношения Резерфорда и Капицы не складывались: они оба обладали непростыми характерами. Однако это не стало преградой к становлению настоящей дружбы. В итоге Резерфорд поддерживал работы Капицы и даже добился, чтобы Королевское общество выделило 15 тысяч фунтов стерлингов, приличную для того времени сумму, на строительство специальной лаборатории для советского ученого. Впоследствии она стала именоваться Мондовской.
Однажды Капица назвал Резерфорда крокодилом. Такое необычное сравнение он объяснял тем, что это животное никогда не дает задний ход, а Эрнест всегда двигался только вперед.
Из всех людей, кого я знал в течение всей моей жизни, профессор Резерфорд оказал на меня самое большое влияние. По отношению к нему я испытывал не только чувство огромного восхищения и уважения, я любил его, как сын любит отца. И я всегда буду помнить, с какой добротой относился он ко мне, как много сделал для меня,
– писал впоследствии в письме вдове Резерфорда Петр Капица.
Защита докторской и обретение личного счастья
Источник изображения: polymus.ru
В 1923 году Капица защитил докторскую диссертацию «Прохождение альфа-частиц через материальную среду и методы получения сильных магнитных полей» и получил степень доктора философии Кембриджского университета. Личная жизнь ученого тоже наладилась: он встретил свою вторую жену Анну Крылову (с этой женщиной они прожили вместе 57 лет), родились два сына – Сергей и Андрей, которые впоследствии стали учеными.
В 1929 году Петр Капица был избран членом английского Королевского общества. Позже он стал и членом-корреспондентом Академии наук СССР.
В Мондовской лаборатории ученый разработал установку по промышленному сжиганию гелия. Она была необходима для исследования сильных магнитных полей и по производительности в несколько раз превосходила все существовавшие в то время аналоги: выход жидкого гелия достигал 18 литров в час.
«Передайте Капице, что мы построим для него специальный институт здесь, но в Англию он не вернется»
Петр Капица регулярно приезжал в СССР из Англии, где жил с семьей, для чтения лекций, участия в конференциях и встречи с родными. В 1934 году он в очередной раз посетил Страну Советов, но покинуть ее уже не смог, по решению правительства СССР его виза была аннулирована. Формальной причиной этого стали консультации Капицы с «буржуазными» фирмам, в том числе и военно-промышленными. Петр Леонидович оказался без связи с женой и детьми.
«Передайте Капице, что мы сделаем все, чтобы создать ему желательные условия, построим для него специальный институт, но объясните твердо, что в Англию он не вернется, мы не разрешим ему выехать», – распорядился о запрете Иосиф Сталин.
В качестве компенсации было принято решение построить для Петра Капицы Институт физических проблем, в котором он смог бы продолжить исследования. Однако ученый заявил, что для работы ему необходимо устройство, аналогичное тому, что было в Мондовской лаборатории. В 1935 году по ходатайству Резерфорда сенат Кембриджского университета и правительство Англии дали согласие на продажу Советскому Союзу необходимого научного оборудования.
С 1936 по 1946 год Петр Капица проводил исследования в области экспериментальной физики низких температур и активно работал над производством жидкого кислорода. Это вещество стало одним из важнейших стратегических материалов в военные годы.
Открытие сверхтекучести
В 1938 году в журнале Nature вышла статья Петра Капицы, в которой он описал удивительный феномен − новое состояние гелия, гелий II, в котором при температуре ниже 2,17 К вещество ведет себя подобно квантовой жидкости, и вязкость его становится равной нулю. Если поместить гелий в сосуд и охладить, он будет подниматься по стенкам и сползать снаружи, пока сосуд не опустеет.
В том же номере журнала вышла статья бывших коллег Капицы из Мондовской лаборатории, которые описали аналогичный эксперимент. Несмотря на возникшие споры о приоритете, Нобелевский комитет спустя 40 лет присудил премию за открытие сверхтекучести именно Капице.
Источник изображения: biographe.ru
В этот сложный период Капица работал во благо государству и старался внедрить относительно новую технологию производства криогенных температур на базе турбодетандера. Первый экземпляр турбокислородной установки ТК-2000 изготовили в Балашихе и ввели в эксплуатацию в начале 1943 года. Она могла производить до 200 килограммов жидкого кислорода в час.
Атомный проект: конфликт с Берией и открытое письмо Сталину
На жизнь и судьбу Капицы особым образом повлияло событие, ставшее настоящим потрясением для всего мира. Вооруженные силы США 6 и 9 августа 1945 года сравняли с землей два японских города – Хиросиму и Нагасаки. Сразу же после этого, 20 августа 1945 года, в Советском Союзе создали Специальный комитет при Совете министров СССР, который должен был курировать все работы по использованию атомной энергии урана, включая производство атомной бомбы. В него вошли два физика: Игорь Курчатов и Петр Капица. Руководителем комитета стал Лаврентий Берия.
Капица быстро понял, что дело ведет абсолютно некомпетентный начальник, и решил сообщить об этом Сталину. Он написал генсеку открытое письмо, в котором раскритиковал методы управления в работе над атомным проектом.
Товарищи Берия, Маленков, Вознесенский ведут себя в Особом комитете, как сверхчеловеки. В особенности тов. Берия… Мне хотелось бы, чтобы тов. Берия познакомился с этим письмом, ведь это не донос, а полезная критика. Я бы сам ему все сказал, да увидеться с ним очень хлопотно,
– писал в обращении Капица.
С рук Петру Капице такой поступок не сошел: его сняли с должности руководителя Главкислорода при Совете Министров СССР и директора Института физических проблем.
Ученый пробыл в опале 9 лет. В это время он жил на своей даче на Николиной Горе, где основал «избу физических проблем» – так Капица называл свою домашнюю лабораторию. Там же, на даче он создал свои первые высокочастотные генераторы большой мощности, планотрон и ниготрон, мощностью до 300 киловатт.
После смерти Сталина и ареста Берии жизнь Петра Капицы вернулась в прежнее русло – он восстановился в должности директора Института физических проблем и, кроме того, стал главным редактором самого авторитетного научного издания – «Журнала экспериментальной и теоретической физики».
В 1954 году на базе домашней лаборатории Капицы была создана Физическая лаборатория АН СССР.
В открытии МФТИ Капица видел возможность создать «русский Кембридж»
Помимо научной деятельности, в предвоенные и первые послевоенные годы Петра Капицу волновала идея создания высшей политехнической школы страны. Ученый хотел, чтобы в СССР появился вуз, в котором будут применяться новые подходы к образованию – система, в которой студентов готовят не преподаватели, а действующие ученые и инженеры, с каждым студентом ведется индивидуальная работа, а в самом институте царит творческая атмосфера. Эту концепцию Капицы власти воспринимали положительно, однако реализовать ее помешала война.
Второй раз к мысли о создании высшей политехнической школы вернулись в 1946 году, но в последний момент было принято решение открыть не вуз, а физико-технический факультет при МГУ. При этом применение на этой кафедре нового образовательного подхода, предложенного Капицей, вызывало шквал критики. Декан физического факультета МГУ в письме на имя Георгия Маленкова писал о «порочных идеях академика Капицы, который ставил целью подготовку кадров особого сорта из числа каких-то сверхгениальных людей».
МФТИ стал отдельным учебным заведением и «получил прописку» в Долгопрудном только в 1951 году, а к 1964 году уже был одним из ведущих вузов СССР. В числе его профессоров в разные годы были ученые мирового уровня: Петр Капица, Лев Ландау, Игорь Тамм, Андрей Сахаров и многие другие.
Решающую роль в том, что МФТИ появился в отдалении от Москвы, также сыграл Петр Капица. В книге «Физтех и физтехи» Александр Щука писал, что в удаленности от Москвы Петр Леонидович видел возможность создать «русский Кембридж»: университетский городок, расположенный, как Кембридж относительно Лондона, недалеко от столицы, но не в самом городе.
С 1956 по 1984 год Капица заведовал кафедрой физики и техники низких температур МФТИ, а также возглавлял Координационный совет института.
Нобелевская премия: Капица воплотил обе части завещания Нобеля
Источник изображения: tass.ru
В 1978 году Петр Капица получил Нобелевскую премию по физике «за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур». Награду Капице присудили за два достижения – открытие сверхтекучести гелия и изобретение турбодетандера.
Капица стал одним из немногих ученых, выполнивших обе части фрагмента завещания Нобеля. Премию он просил вручать «за открытия или изобретения» в области физики. Капица совершил и то, и другое.
Петр Капица прожил сложную, но насыщенную жизнь, в которой черное чередовалось с белым: горе и счастье, везение и испытания, признание и травля. Ученый не дотянул 3 месяца до девяностолетия, и умер 8 апреля 1984 года.
Что сделал Нобелевский лауреат Петр Капица?
8 июля 1894 года родился выдающийся ученый-физик, инженер, организатор науки, академик Петр Леонидович Капица. О ком-то он сказал: «Если академика помнят через 10 лет после смерти — значит, он классик». Какие же открытия, ставшие классическими, сделал сам Капица?
Работы Капицы посвящены ядерной физике, физике и технике сверхсильных магнитных полей, физике и технике низких температур, электронике больших мощностей, физике высокотемпературной плазмы. В 1920 году совместно с предложил метод определения магнитного момента атома, реализованный в 1922 году О. Штерном и В. Герлахом.
В 1924 году Капица предложил новый метод получения импульсных сверхсильных магнитных полей и изучал их влияние на различные физические свойства вещества. Установил в 1928 году закон линейного возрастания электрического сопротивления ряда металлов от напряжённости магнитного поля (закон Капицы). Создал новые эффективные методы ожижения азота, кислорода, водорода и гелия, сконструировал новые типы ожижителей (поршневые, детандерные и турбодетандерные установки). 
Фото: fishki.net
В 1934 году построил ожижитель гелия детандерного типа с производительностью в сотни раз больше существующих в то время машин.
В 1939 году разработал и построил установку низкого давления для промышленного получения жидкого кислорода из воздуха. Турбодетандер Капицы заставил пересмотреть принципы создания холодильных циклов, используемых для ожижения и разделения газов, что существенно изменило развитие мировой техники получения жидких газов. 
Марка России, 2000 год. Демонстрируется опыт Капицы по измерению характеристик жидкого гелия
Фото: ru.wikipedia.org
Разработав технику получения жидкого гелия, Капица изучил его свойства. В ряде своих экспериментов показал, что при температуре ниже критической (2.19 К) вязкость жидкого гелия становится чрезвычайно малой (открытие сверхтекучего гелия II), и обстоятельно изучил свойства жидкого гелия в этом новом состоянии. В частности показал, что он состоит из двух компонентов — сверхтекучей и нормальной. Эти исследования легли в основу квантовой теории жидкого гелия, разработанной Л. Д. Ландау.
В 1941 году наблюдал скачок температуры на границе «твёрдое тело — жидкий гелий» (температурный скачок Капицы).
В 1978 году за фундаментальные исследования в области физики низких температур удостоен Нобелевской премии. 
Магнетрон микроволновой печи Samsung
Фото: ru.wikipedia.org
В 1942 году, будучи со своим Институтом физических проблем в эвакуации в Казани, отказался участвовать в начавшемся там проекте создания атомной бомбы.
В послевоенный период внимание Капицы привлекает электроника больших мощностей. Развил общую теорию электронных приборов магнетронного типа и создал магнетронные генераторы непрерывного действия. Выдвинул гипотезу о природе шаровой молнии. В 1959 году опытным путём обнаружил образование высокотемпературной плазмы в высокочастотном разряде.
Многие работы Нобелевского лауреата Капицы посвящены также истории физики и организации науки.
Могила Капицы на Новодевичьем кладбище Москвы
Фото: ru.wikipedia.org
Петр Леонидович Капица скончался за три месяца до девяностолетия. Похоронен на 10-м участке Новодевичьего кладбища в Москве.
Нобелевские лауреаты: Петр Капица
Советский физик Петр Капица
Mondadori Publishers/Wikimedia Commons/Pexels/Indicator.Ru
Однажды автор этих строк держал в руках Евангелие, на второй странице которого была мини-летопись жизни 26-летнего человека. Последние строки в ней — записи о том, как в течение двух календарных лет (в одну зиму) у него от испанки умерли сын, новорожденная дочь, жена и отец (про отца нет записи, но от этого не легче). И еще: «Все кончено. Да будет воля Твоя». Этот человек много раз начинал жизнь сначала, и тот раз был первым в его жизни. Сегодня в рубрике «Как получить Нобелевку» читайте биографию «посла советской науки» Петра Капицы.
Петр Капица
Родился 26 июня (8 июля) 1894 года, Кронштадт, Российская империя
Умер 8 апреля 1984 года, Москва, СССР
Нобелевская премия по физике 1978 года (1/2 премии, вторую половину разделили между собой Арно Пензиас и Роберт Вильсон за открытие реликтового микроволнового излучения). Формулировка Нобелевского комитета: «За фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур» (for his basic inventions and discoveries in the area of low-temperature physics).
Мы уже однажды писали, как осенью 1921 года в мастерской Бориса Кустодиева появился молодой человек, который спросил знаменитого живописца, правда ли, что он рисует портреты только знаменитых людей? И предложил написать портрет тех, кто станет знаменитым: себя и своего приятеля, химика Коли Семенова. Молодые люди расплатились с художником мешком пшена и петухом (возможно, именно это, а не обещание стать знаменитыми, стало решающим в голодный год), а вот что касается их обещания…
К концу жизни у них на двоих будет две Нобелевские премии, по физике и по химии, четыре высших советских звания Героя Социалистического Труда и пятнадцать высших орденов — Ленина. Государственные, Ленинские и Сталинские премии мы считать просто не будем.
Двойной портрет Капицы и Семенова
Звали этого уверенного в себе молодого человека Петр Капица. Будущий нобелиат был сыном кронштадского фортификатора Леонида Капицы и дочери известного топографа Иеронима Стебницкого Ольги, известной собирательницы фольклора. В 1914 году Петя поступил на электомеханический факультет питерского Политеха, где его быстро приметил знаменитый Абрам Иоффе и взял к себе в лабораторию.
Нельзя сказать, чтобы по жизни Капице было легко. Он успел поработать военным шофером в Первую мировую войну, в 1919–1920 годах испанка унесла жизни его отца, первой жены, двухлетнего сына и новорожденной дочери, а Иоффе долго не мог отправить его за границу, чтобы продолжать учиться у физиков мирового уровня.
То самое Евангелие Капицы
Помог Максим Горький и, неожиданно, Эрнест Резерфорд, который согласился взять Капицу к себе. Позже Резерфорд вспоминал, что сам не понял, почему он вдруг согласился взять к себе неизвестного никому русского. Ходила байка о том, что молодой ученый нагло заявил нобелевскому лауреату, что несмотря на то, что все вакансии заняты, он прекрасно вписывается в стандартную экспериментальную погрешность Кавендишской лаборатории. Правда, жалеть ему не пришлось. Собственно, даже своим прозвищем (Крокодил) Резерфорд обязан Капице. Его называли «послом советской науки» на Западе.
Параллельно наладилась и личная жизнь. Вторая жена Капицы, Анна, была дочерью знаменитого математика и механика, теоретика кораблестроения академика Алексея Крылова. Оба их сына родились в Англии, но оставили заметный след в российской науке: Сергей стал физиком, профессором МФТИ и 39 лет вел знаменитую передачу «Очевидное-невероятное», а Андрей поднялся в научной иерархии выше брата, стал известным географом, исследователем Антарктиды и членом-корреспондентом РАН.
Капица неплохо освоился в Англии. В итоге специально под него в Кембридже выстроили лабораторию. Хорошо известны слова экс-премьера Великобритании Болдуина, сказанные на открытии лаборатории: «Мы счастливы, что у нас директором лаборатории работает профессор Капица, так блестяще сочетающий в своем лице и физика, и инженера. Мы убеждены, что под его умелым руководством новая лаборатория внесет свой вклад в познание процессов природы».
А еще Капица принес в Кембрижский мир «тусовку» семинары, на которых обсуждалось все что угодно. Кроме того, Капица был превосходным шахматистом и выигрывал первенство графства Кембриджшир по шахматам.
В 1934 году все, казалось бы, в очередной раз рухнуло. Во время визита в Москву ему запретили выезд в Британию. Но Капица поднялся, смог заставить правительство сделать под себя институт и выкупить свою лабораторию у Резерфорда. И продолжил работу, за которую в итоге он получил Нобелевскую премию.
Возможно, именно некоторая тоска по «классической британской физической традиции» привела Капицу и к другому важнейшему деянию в его жизни — созданию физико-технического факультета МГУ, превратившегося в знаменитый Физтех (МФТИ), и «системы Физтеха», в которой студентов с самого начала готовят не преподаватели, а реально действующие ученые и инженеры. Кстати, и тут партнером Капицы выступил его сосед по портрету Кустодиева Николай Семенов. А потом снова была опала, увольнение из МГУ и Института физических проблем, выстроенном специально «под него» в качестве компенсации за оставление в СССР, создание Избы физических проблем на даче на Николиной горе и восстановление в правах…
Вернемся же к Нобелевской премии. То, что высшую награду Капица получил именно за открытие сверхтекучести гелия, не совсем верно. Формулировка Нобелевского комитета гласит, что премия была получена за открытия и изобретения в области сверхнизких температур. Правильнее говорить, что награду Капице присудили сразу за два достижения.
Первое — фундаментальное открытие и филигранный эксперимент по уже упомянутому открытию сверхтекучести гелия. Фактически Капица открыл новое состояние элемента, гелий II, в котором при температуре ниже 2,17 К жидкий гелий ведет себя подобно квантовой жидкости и вязкость его становится равной нулю. Говорят, что Нильс Бор трижды номинировал Капицу на премию, но безуспешно, а Лев Ландау получил премию за объяснение сверхтекучести гелия задолго до Капицы. Еще стоит отметить и то, что премию Капица получил ровно через 40 лет после статьи в Nature о сверхтекучести. Два других исследователя, открывших сверхтекучесть независимо от Капицы, Аллен и Майзнер, продолжившие его работы в Мондовской лаборатории и опубликовавшие результаты своих исследований в том же номере журнала, до премии просто не дожили.
Второе — изобретение турбодетандера, устройства для сжижения газов, благодаря которому можно получать большие количества гелия: установка Капицы давала два литра сжиженного газа в час. Правда, важность этого изобретения состоит не только в получении жидкого гелия, но и в возможности производить в промышленных масштабах гораздо более важный в военное время жидкий кислород.
Таким образом, Капица — один из немногих физиков, полностью воплотивших в себе обе части того фрагмента завещания Нобеля, который касается физики. Свою премию динамитный магнат просил вручить «за открытия или изобретения» в области физики. Капица совершил и то, и другое.
Однажды в мои руки попала статья личного секретаря Капицы Павла Рубинина о том, как проходила та самая Нобелевская неделя. Оказывается, что организаторы торжества предложили Капице и его сопровождающим взять традиционный фрак (а церемония предполагает максимально торжественный дресс-код white tie, то есть фрак и белый галстук-бабочку) напрокат в Стокгольме и запросили размеры. Однако наш герой, помня свои британские годы, заявил, что фрак напрокат — это отвратительно, и всем московским гостям шведского короля фраки пошили в Москве у знаменитого портного Охлопкова. А вот бабочку на резинке, которую Капица терпеть не мог, пришлось все-таки купить. За десятилетия, проведенные в СССР, Капица забыл, как завязывается настоящий галстук-бабочка.
Впрочем, все остальные трудности церемонии Капица прошел легко и от души веселился, когда утром в день церемонии ему пришлось участвовать в «прогоне» — все то же самое, что вечером, только без короля.
Интересный момент: Капица считал самым возрастным лауреатом в истории, о чем он не преминул ехидно заметить в своем ответном слове. На самом деле он ошибся: еще в 1966 году премию по физиологии или медицине получил 87-летний Фрэнсис Пейтон Роус за открытие онкогенных вирусов.
Капица честно сказал, что свою первую научную работу опубликовал за 65 лет до Нобелевской премии. Похулиганил наш герой и в своей Нобелевской лекции. По традиции, нобелиаты читают лекции о той области науки и о том открытии, за которое они удостоены награды. Но Капица. Впрочем, давайте предоставим слово ему самому:
«Выбор темы для Нобелевской лекции представлял для меня некоторую трудность. Обычно эта лекция связана с работами, за которые присуждена премия. В моем случае эта премия связана с моими исследованиями в области низких температур, вблизи температуры сжижения гелия, то есть нескольких градусов выше абсолютного нуля. По воле судеб случилось так, что от этих работ я отошел уже более 30 лет назад, и, хотя в руководимом мною институте продолжают заниматься низкими температурами, я сам занялся изучением явлений, происходящих в плазме при тех исключительно высоких температурах, которые необходимы для осуществления термоядерной реакции. Эти работы привели нас к интересным результатам, открывающим новые перспективы, и я думаю, что лекция на эту тему представляет больший интерес, чем уже забытые мною работы в области низких температур. К тому же, как говорят французы, les extremes se touchent (крайности сходятся)».
О Капице можно долго говорить и писать многотомные исследования. Многое уже написано: и о его пребывании за границей, и о его роли в основании МФТИ, и о том, как он защищал ученых перед Сталиным (и многих спас), и о его Избе физических проблем — даче-лаборатории на Николиной горе. Для автора же этой статьи он всегда останется человеком, с которого и началась идея нашего цикла «Как получить Нобелевку», который продолжается уже почти два года.