Сегодня, 8 июля (26 июня по старому стилю), исполнился 131 год со дня рождения нашего великого соотечественника Нобелевского лауреата Петра Леонидовича Капицы ― ученого с мировым именем, знаменитого ученика Эрнеста Резерфорда и одного из основателей физики низких температур и сильных магнитных полей. П.Л. Капица стал создателем и первым директором Института физических проблем РАН (ИФП РАН), где были выполнены пионерские работы в области изучения сверхтекучего жидкого гелия и который сегодня носит имя своего основателя. Об истории института и о том, как дело Петра Леонидовича Капицы продолжают в наши дни, корреспонденту «Научной России» рассказал заместитель директора ИФП РАН по научной работе кандидат физико-математических наук Алексей Маркович Трояновский.
«Петр Леонидович основал наш институт в 1934 г., когда ему было ровно 40 лет. Он приехал на автомобиле в Ленинград из Англии, чтобы в очередной раз навестить свою маму. Но в СССР у него отобрали паспорт и обратно в туманный Альбион ученого уже не пустили. В качестве компенсации разрешили построить в Москве Институт физических проблем: такое название придумал сам П.Л. Капица. По его распоряжению из Англии в столицу было перевезено уникальное научное оборудование, в том числе генератор сверхсильных полей, весившей несколько тонн. По сути, сюда перевезли знаменитую Мондовскую лабораторию П.Л. Капицы. В институте был смонтирован первый в Советском Союзе ожижитель гелия и практически сразу Петр Леонидович продолжил свои эксперименты с жидким гелием. <…> Первая знаковая научная работа Петра Леонидовича касалась необычного свойства жидкого гелия, которое наблюдалось при температуре 2,19 К. Это явление ученый назвал сверхтекучестью и указал на его аналогию со сверхпроводимостью. Во второй ключевой работе П.Л. Капица изобрел новый способ ожижения воздуха с помощью турбодетандера ― механического устройства, превращающего внутреннюю энергию газа в механическую, и охлаждающего таким образом воздух. Первая турбина этого устройства, сделанная самим П.Л. Капицей, сейчас хранится в нашем институте, там, где она и была создана. Затем началась Великая Отечественная война. С помощью турбодетандера можно было сжижать большое количество воздуха и перегонять на составляющие фракции, азот и кислород. Кислород был очень нужен прежде всего в сталелитейной промышленности, он также был необходим медикам и летчикам, но применялся и во многих других областях».
Мемориальный музей-кабинет П.Л. Капицы в ИФП РАН. Фото: Алексей Трояновский / ИФП РАН
«Коллектив института состоял из восьми человек и, по сути, представлял собой одну-единственную лабораторию. Это было идеей его основателя, который говорил, что большой институт становится неуправляемым. Из Харькова сюда были приглашены теоретики Лев Давыдович Ландау и Евгений Михайлович Лифшиц. Петр Леонидович поручил первому разобраться со сверхтекучестью, на что у Л.Д. Ландау ушло три года. В 1941 г. он опубликовал свою первую научную работу, где объяснялась природа сверхтекучести и также были сделаны расчеты для сверхпроводимости. Это стало очень большим шагом в квантовой физике: Л.Д. Ландау впервые применил уравнения квантовой физики не для микрочастиц, а для макромира! В качестве переменных он использовал вязкость и плотность жидкости и не только. Это направление получило название “квантовая макрофизика”. Война, тем временем, не прекращалась, и институт продолжал работать на благо Родины: Л.Д. Ландау занимался теорией горения, П.Л. Капица ― кислородом. Позднее, в 1962 г., за свои исследования сверхтекучести Л.Д. Ландау получил Нобелевскую премию. П.Л. Капица удостоился Нобелевской премии за свои работы в области низких температур в 1978 г. Еще один ученый нашего института, ученик Л.Д. Ландау Алексей Алексеевич Абрикосов, также стал лауреатом Нобелевской премии, за основополагающие работы по теории сверхпроводников и сверхтекучих жидкостей (2003 г.). <…> Когда Петр Леонидович Капица ушел из жизни, ученые института продолжили его дело, и сегодня здесь по-прежнему работают с низкими температурами. Мы сохраняем культурное и научное наследие П.Л. Капицы. В стенах ИФП РАН с 1985 г. работает музей, где собраны личные вещи и физические приборы великого ученого. <…> В институте работает уникальная установка, собранная нашими сотрудниками и позволяющая охлаждать макроскопические образцы до температур ниже 1мК. В мире всего около 20 таких установок, а в России — только одна. <…> На ней изучаются свойства гелия-3 в сверхтекучем состоянии. Мы продолжаем исследования в области магнетизма спинов, свойств спинов при низких температурах и в других областях. В последние годы возродилась такая тематика, как конструирование криогенной аппаратуры: то, чем занимался Петр Леонидович. В 1990 гг. в нашей стране существовала иллюзия, что все можно купить за рубежом, но теперь всем стало понятно, что это не так и необходимо возрождать собственное производство. В последнее время к нам все чаще стали обращаться коллеги из других институтов с просьбой разработать для них криогенное оборудование. Я очень рад, что то, чем в свое время занимался Петр Леонидович Капица, снова становится востребованным».
Подробнее ― в нашем видео.
Предлагаем вам также посмотреть документальный фильм «Капица в единственном числе», рассказывающий историю жесткого противостояния великого ученого Петра Леонидовича Капицы и тоталитарной системы.
Фото в шапке текста: из личного архива С.П. Капицы
Фото на главной странице: Лев Иванов / «РИА Новости»
