100 знаменитых ученых - Александр Фомин

После окончания Кронштадтской гимназии в 1912 году Капица поступил на электромеханический факультет Петербургского политехнического института. Способного студента заметил знаменитый ученый, профессор А. Ф. Иоффе, и начал привлекать к различным научным исследованиям.

В июне 1916 года Капица поехал в Шанхай (Китай), где жила его невеста Надежда Кирилловна Черносвитова, и уже вместе с ней Петр отправился в Японию. Перед возвращением в Ленинград 24 июля этого же года Петр и Надежда поженились, отгуляв свадьбу в имении отца Надежды в Ярославской губернии. 5 июля 1917 года у них родился сын Иероним.

В это время Петр активно занимается наукой. Свои первые научные работы «Инерция электронов в амперовых молекулярных токах» и «Приготовление волластоновских нитей» он публикует в «Журнале русского физико-химического общества».

В сентябре 1918 года Петр Капица окончил институт по специальности инженер-электрик. По предложению Иоффе он сразу же начал свою преподавательскую деятельность в Политехническом институте, параллельно занимаясь атомными исследованиями вместе с Иоффе, пионером атомной физики в Советском Союзе.

В 1920 году вместе со своим одногруппником H. Н. Семеновым (тоже будущим нобелевским лауреатом) Капица предложил метод определения магнитного момента атома, основанный на взаимодействии атомного пучка с неоднородным магнитным полем. В 1921-м метод Капицы – Семенова был успешно усовершенствован Отто Штерном.

Политическая ситуация в стране после революции 1917 года была напряженной. Весной 1918 года был расстрелян отец жены будущего ученого, депутат первых четырех Государственных дум, член ЦК партии кадетов Кирилл Кириллович Черносвитов. А зима 1920 года и вовсе стала роковой для молодого ученого. Во время очередной эпидемии гриппа «испанки» скончались отец, жена, сын и новорожденная дочь Капицы. После этого события Петр был подавлен и долгое время не мог вообще работать.

Чтобы вывести молодого ученого из состояния шока, Абрам Иоффе настаивает на включении Капицы в состав комиссии Российской академии наук, направляемой в Германию и Англию для восстановления научных связей, разрушенных войной и революцией, а также приобретения приборов и научной литературы. Несмотря на то что флагман русской и советской науки был председателем комиссии, разрешение не было получено. Лишь после вмешательства Максима Горького Капица включен был в состав комиссии. Иоффе очень хотел, чтобы его ученик поработал некоторое время в знаменитой Лейденской лаборатории. Однако голландские ученые ответили отказом, опасаясь коммунистической пропаганды.

В мае 1921 года Капица вместе с Иоффе отправился в Англию в качестве члена вышеупомянутой комиссии. Советские ученые навестили в Кембридже гениального Эрнеста Резерфорда (лауреата Нобелевской премии по физике 1908 года), бывшего в то время директором знаменитой Кавендишской лаборатории, и попросили принять Капицу к себе в качестве аспиранта.

По поводу этого события существует довольно известная история. На просьбу Капицы Резерфорд ответил, что у него в лаборатории и так уже много людей. Тогда молодой ученый задал вопрос о том, какую погрешность в своих экспериментах допускает Резерфорд. Удивленный директор лаборатории ответил, что ошибка в три процента является допустимой в его исследованиях. После следующей реплики Капицы: «Господин Резерфорд, у вас примерно 30 человек, так что если вы меня возьмете, то даже не заметите этого, поскольку я укладываюсь в ошибку эксперимента», Резерфорд рассмеялся и принял Капицу. Следует отметить, что великий физик не терпел людей, которым следует все время рассказывать и показывать, как и что нужно делать. Изобретательных и находчивых людей он очень ценил.

Спустя некоторое время, несмотря на свое независимое поведение и разницу в возрасте, Капица стал близким другом и сотрудником Резерфорда. Хотя сначала Капица опасался великого ученого и даже называл его «крокодилом», позже он перенял многие любимые фразы и манеры Резерфорда.

Свои работы в Кавендишской лаборатории Капица начал 22 июля этого же года. Срок стажировки молодого ученого был определен в один год. Кавендишская лаборатория была центром изучения радиоактивности и строения атомного ядра, и неудивительно, что свои исследования молодой ученый начал именно в этой области физики.

Капица начал исследовать отклонение испускаемых радиоактивными ядрами альфа– и бета-частиц в магнитном поле. Результаты экспериментов дали возможность молодому физику создать высокомощные электромагниты. Кроме того, Капице удалось построить точный прибор и провести измерения потери энергии альфа-частицей в конце ее пробега.

Для создания больших магнитных полей Капица предложил новый метод преодоления перегрева катушек. Советский ученый создавал кратковременное магнитное поле, пропуская короткий импульс большого тока через катушки. В таком случае катушка не успевала нагреться. Используя аккумуляторную батарею с малыми емкостью и внутренним сопротивлением, ученый получил рекордные магнитные поля, в 6–7 раз превосходящие существующие. Кратковременный разряд не приводил ни к перегреву, ни к механическому разрушению прибора, поскольку он продолжался всего 0,01 секунды.

Оригинальные работы Капицы произвели большое впечатление на Резерфорда. Он предложил Петру Леонидовичу остаться в Кембридже и продолжить исследования. В октябре 1922 года Петр Леонидович получает на эти исследования стипендию департамента научных и промышленных исследований Англии. А уже 17 октября 1922 года состоялось первое заседание физического семинара в Кембридже, получившего в дальнейшем название «Клуб Капицы».

Молодой физик быстро стал в Кембридже «своим» и пользовался авторитетом у коллег. Первым из ученых Капица поместил камеру Вильсона в сильное магнитное поле с целью наблюдения за процессом искривления траекторий альфа-частиц. В середине июня 1923 года он успешно защитил свою диссертационную работу «Прохождение альфа-частиц через вещество и методы получения магнитных полей» ив 1923 году был удостоен степени доктора философии Кембриджского университета. После этого он получил престижную трехлетнюю стипендию им. Джеймса Клерка Максвелла.

Еще во время прежних исследований работы Капица сделал вывод о том, что мощные магнитные поля можно использовать для новых открытий. Он решил сконструировать специальный мотор-генератор, кинетическая энергия ротора которого должна была бы создавать магнитное поле. Идея Капицы понравилась Резерфорду, и он выделил для ее реализации денежные средства, а главное, специальное помещение для установки.