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BIOGRAPHIES DE GRANDS SCIENTIFIQUES
Kapitsa Petr Leonidovitch. Biographie d'un scientifique
Annuaire / Biographies de grands scientifiques
Pyotr Leonidovich Kapitsa est né le 26 juin (9 juillet) 1894 à Cronstadt dans la famille d'un ingénieur militaire, le général Leonid Petrovich Kapitsa, constructeur des fortifications de Cronstadt. C'était un homme instruit et intelligent, un ingénieur doué qui a joué un rôle important dans le développement des forces armées russes. Mère, Olga Ieronimovna, née Stebnitskaya, était une femme instruite. Elle s'est engagée dans des activités littéraires, pédagogiques et sociales, laissant une empreinte dans l'histoire de la culture russe. Peter a d'abord étudié pendant un an au gymnase, puis à la vraie école de Kronstadt, dont il est diplômé avec mention. Grâce à ses capacités et sa passion pour la physique et le génie électrique, il a été admis sans aucune restriction à la salle de physique de l'école. Ici, il a mis en place des expériences chimiques et physiques, réparé des instruments. Il aimait particulièrement démonter et remonter les montres. Son intérêt pour les montres est resté pour toujours. Il y a un cas où, déjà à un âge très respectable, il a réparé la montre de son vieil ami. En 1912, Kapitsa entre à l'Institut polytechnique de Saint-Pétersbourg. En août 1914, la Première Guerre mondiale éclate. L'étudiant de troisième année Peter Kapitsa, comme de nombreux étudiants, a été mobilisé dans l'armée. Pendant un certain temps, il a servi sur le front polonais en tant que chauffeur d'un détachement sanitaire - il a transporté les blessés sur un camion recouvert d'une bâche. En 1916, après sa démobilisation de l'armée, Kapitsa retourne à l'institut. Ioffe l'a impliqué dans des travaux expérimentaux dans le laboratoire de physique qu'il dirigeait, ainsi que dans la participation à son séminaire, apparemment l'un des premiers séminaires de physique en Russie. La même année, le premier article de Kapitsa est paru dans le Journal de la Société russe de physique et de chimie. En 1918, dans des conditions incroyablement difficiles, Ioffe a fondé à Petrograd l'un des premiers instituts de recherche scientifique en physique en Russie. Kapitsa a été l'un des premiers employés de cet institut, qui a joué un rôle très important dans le développement de la physique expérimentale, théorique et technique soviétique. Après avoir obtenu son diplôme de l'Institut polytechnique la même année, Peter y est resté en tant que professeur de la Faculté de physique et de mécanique. Dans la difficile situation post-révolutionnaire, Ioffe a tenté de toutes ses forces de sauver le séminaire et ses étudiants - de jeunes physiciens, parmi lesquels Kapitsa. Presque tous les participants au séminaire étaient des expérimentateurs et se trouvaient dans une situation très difficile : en raison du manque de matériaux, d'outils, d'appareils nécessaires, même d'un simple fil, il s'est avéré être la plus difficile et la plus bureaucratique pour assembler le montage expérimental. . Et, néanmoins, les expériences étaient définies et assez complexes. En 1920, Kapitsa et N. N. Semenov ont développé une méthode pour déterminer le moment magnétique d'un atome, en y utilisant l'interaction d'un faisceau atomique avec un champ magnétique inhomogène. Ioffe a insisté pour que Kapitsa aille à l'étranger, mais le gouvernement révolutionnaire n'a pas donné l'autorisation pour cela jusqu'à ce que Maxime Gorki, l'écrivain russe le plus influent de l'époque, soit intervenu. Enfin, Kapitsa a été autorisé à partir pour l'Angleterre. Il est parti dans un état dépressif : peu de temps avant cela, Peter a connu un grand chagrin : pendant l'épidémie, sa jeune épouse, Nadezhda Chernosvitova, est décédée (ils se sont mariés en 1916) et leurs deux jeunes enfants. En mai 1921, Kapitsa arrive en Angleterre. Kapitsa s'est retrouvé dans le laboratoire de Rutherford. Plus tard, Peter Leonidovich dira à propos de Rutherford: "Je lui dois beaucoup et à son attitude bienveillante envers moi." En même temps qu'il assistait aux conférences, Kapitsa devait passer un stage physique, qui est obligatoire pour tous ceux qui commencent à travailler au laboratoire Cavendish. Dirigé par James Chadwick. Le stage a été conçu pour deux ans, mais Kapitsa, à la surprise générale, a réussi tous les tests en deux semaines et est immédiatement devenu célèbre parmi le personnel du laboratoire, y compris Rutherford lui-même. Cette notoriété a également été facilitée par un séminaire organisé par Kapitsa peu après son arrivée à Cambridge, appelé le "club Kapitza", au cours duquel étudiants et jeunes enseignants se sont familiarisés avec des problèmes scientifiques intéressants, ont discuté des résultats de leurs propres recherches et ont parfois eu des discussions. sur des sujets très variés, y compris très éloignés de la physique. Au nom de Rutherford, Kapitsa a commencé à étudier les particules alpha. C'étaient les particules « préférées » de Rutherford, et presque tous ses étudiants étaient engagés dans leur étude. Kapitsa devait déterminer la quantité de mouvement de la particule alpha. Afin de mener à bien des expériences sur la mesure de la quantité de mouvement d'une particule alpha, Kapitsa avait besoin d'un champ magnétique puissant. Les travaux sur la création de champs magnétiques super puissants ont progressivement commencé à prendre un caractère indépendant et ont ensuite conduit Kapitsa à s'éloigner de la mesure de la quantité de mouvement d'une particule alpha pour d'autres travaux sur la physique du solide. Ainsi, il s'est éloigné de la physique nucléaire. Cependant, le sujet de sa thèse de doctorat, qu'il a soutenue à Cambridge en 1922, était "Le passage des particules alpha à travers la matière et les méthodes de production de champs magnétiques". L'autorité scientifique de Kapitsa grandit rapidement. Il gravit avec succès les échelons de la hiérarchie académique. En 1923, il devient docteur ès sciences et reçoit la prestigieuse bourse Maxwell. En 1924, il est nommé directeur associé du Cavendish Laboratory for Magnetic Research et, en 1925, il devient membre du Trinity College. En 1928, l'Académie des sciences de l'URSS décerne à Kapitsa le diplôme de docteur en sciences physiques et mathématiques et en 1929 l'élit son membre correspondant. L'année suivante, Kapitsa devient professeur-chercheur à la Royal Society of London. Sur l'insistance de Rutherford, la Royal Society construit un nouveau laboratoire spécifiquement pour Kapitsa. Lorsque Kapitsa a commencé à mettre en œuvre ses plans pour déterminer le moment magnétique d'une particule alpha, les expérimentateurs ont produit des champs magnétiques puissants à l'aide d'un électroaimant composé d'une bobine et d'un noyau de fer. La tension était de 50 XNUMX oersteds. Il était impossible de dépasser ce chiffre à cause du phénomène de saturation magnétique du fer. Une fois la limite de saturation atteinte, quelle que soit l'augmentation de l'intensité du courant traversant l'électroaimant, l'intensité du champ n'a pas augmenté. Kapitsa, devant Rutherford, a fait une révolution technique dans les méthodes de recherche expérimentale. La puissante installation de Kapitsa, le principe même de la recherche a fait une forte impression non seulement sur Rutherford et ses collègues, mais aussi sur d'autres scientifiques qui ont visité Cambridge. Avec la main légère de Kapitsa, des installations complexes et des instruments et appareils améliorés ont commencé à apparaître de plus en plus souvent dans le laboratoire Cavendish. En 1934, Kapitsa devint le premier directeur du nouveau laboratoire. Mais il était destiné à n'y travailler qu'un an. La création d'un équipement unique pour mesurer les effets de la température associés à l'influence des champs magnétiques forts sur les propriétés de la matière, telles que la résistance magnétique, a conduit Kapitsa à étudier les problèmes de la physique des basses températures. Pour atteindre de telles températures, il était nécessaire de disposer d'une grande quantité de gaz liquéfiés. Développant des machines et des installations frigorifiques fondamentalement nouvelles, Kapitsa a utilisé tout son remarquable talent de physicien et d'ingénieur. Le summum de sa créativité dans ce domaine fut la création en 1934 d'une installation exceptionnellement productive pour la liquéfaction de l'hélium, qui bout ou se liquéfie à une température d'environ 4,3 degrés Kelvin. En 1925, à Paris, l'académicien Alexei Nikolaevich Krylov présente Kapitsa à sa fille Anna, qui vit alors avec sa mère dans la capitale française. En 1927, Anna Alekseevna est devenue l'épouse de Kapitsa. Après son mariage, Kapitsa a acheté un petit terrain sur Huntington Road, où il a construit une maison selon son plan. Ici sont nés ses fils Sergey et Andrey. Tous deux devinrent plus tard des scientifiques. Pendant son séjour à Cambridge, Kapitsa aimait faire de la moto, fumer la pipe et porter des costumes en tweed. Il a conservé ses habitudes anglaises pour le reste de sa vie. À Moscou, à côté de l'Institut des problèmes physiques, un cottage de style anglais lui a été construit. Il a commandé des vêtements et du tabac en Angleterre. Les relations entre Kapitsa et le gouvernement soviétique ont toujours été quelque peu mystérieuses et incompréhensibles. Au cours de ses treize années en Angleterre, Kapitsa est retourné plusieurs fois en Union soviétique avec sa seconde épouse pour donner des conférences, rendre visite à sa mère et passer des vacances dans une station balnéaire russe. Les responsables soviétiques lui ont demandé à plusieurs reprises de rester en permanence en URSS. Piotr Leonidovitch s'est montré intéressé par de telles propositions, mais a mis en avant certaines conditions, notamment la liberté de voyager vers l'Ouest, ce qui a entraîné le report du dossier. À la fin de l'été 1934, Kapitsa et sa femme sont de nouveau venus en Union soviétique, mais lorsque le couple s'est préparé à retourner en Angleterre, il s'est avéré que leurs visas de sortie avaient été annulés. Après une escarmouche furieuse mais inutile avec des fonctionnaires à Moscou, Kapitsa a été contraint de rester dans son pays natal, tandis que sa femme a été autorisée à retourner en Angleterre auprès de ses enfants. Un peu plus tard, Anna Alekseevna a rejoint son mari à Moscou et les enfants l'ont suivie. Rutherford et d'autres amis de Kapitsa ont fait appel au gouvernement soviétique avec une demande pour lui permettre de partir pour continuer à travailler en Angleterre, mais en vain. En 1935, Kapitsa s'est vu proposer de devenir directeur du nouvel Institut des problèmes physiques de l'Académie des sciences de l'URSS, mais avant d'accepter, Kapitsa a refusé le poste proposé pendant près d'un an. Rutherford, résigné à la perte de son collaborateur exceptionnel, permit aux autorités soviétiques d'acheter l'équipement du laboratoire de Kapitsa et de l'envoyer par voie maritime en URSS. Les négociations, le transport du matériel et son installation à l'Institut des problèmes physiques ont duré plusieurs années. La famille Kapitsa s'est installée juste là, sur le territoire de l'institut, dans un manoir de plusieurs pièces. Du hall, un escalier menait aux pièces du dessus. Au rez-de-chaussée, dans un grand salon, il y avait des vitrines avec une collection de jouets Khokhloma. Les enfants de Kapitsa, les futurs scientifiques Sergey et Andrey, étaient alors des écoliers. Sur l'installation livrée à Moscou par le laboratoire Cavendish, Kapitsa a poursuivi ses recherches dans le domaine des champs magnétiques super puissants. Ses employés de Cambridge, arrivés à Moscou pendant un certain temps, ont participé aux expériences - le mécanicien Pearson et l'assistant de laboratoire Lauerman. Ce travail a duré plusieurs années. Kapitsa les considérait comme très importants. En 1943, lors d'une réunion du Présidium de l'Académie des sciences de l'URSS, Petr Leonidovich a déclaré qu'à son avis, il existe trois principaux domaines de recherche en physique: dans le domaine des basses températures, dans le domaine du noyau , et enfin dans le domaine des solides. "Notre institut", a déclaré Kapitsa, "travaille sur l'étude des phénomènes se produisant à basse température, proche du zéro absolu. Je note que ces dernières années, cette direction a été l'une des plus rapides en physique, et de nombreuses découvertes nouvelles et fondamentales peuvent s'y attendre. » . En 1938, Kapitsa a amélioré une petite turbine qui liquéfie l'air très efficacement. Il a pu détecter une diminution extraordinaire de la viscosité de l'hélium liquide lorsqu'il est refroidi à une température inférieure à 2,17 K, à laquelle il se transforme en une forme appelée hélium-2. La perte de viscosité lui permet de s'écouler librement à travers les plus petits trous et même de grimper sur les parois du récipient, comme s'il "ne ressentait pas" l'action de la gravité. L'absence de viscosité s'accompagne également d'une augmentation de la conductivité thermique. Kapitsa a appelé le nouveau phénomène qu'il a découvert superfluidité. Deux des anciens collègues de Kapitsa au laboratoire Cavendish, JF Allen et AD Mizener, ont mené des études similaires. Les trois articles publiés rapportent leurs résultats dans le même numéro du magazine britannique Nature. L'article de Kapitsa de 1938 et deux autres articles publiés en 1942 comptent parmi ses articles les plus importants sur la physique des basses températures. Piotr Léonidovitch, qui possédait une autorité inhabituellement élevée, a hardiment défendu ses vues même pendant les purges menées par Staline à la fin des années trente. Lorsque Lev Landau, un employé de l'Institut des problèmes physiques, a été arrêté en 1938 pour espionnage au profit de l'Allemagne nazie, Kapitsa a obtenu sa libération. Pour ce faire, il a dû se rendre au Kremlin et menacer de démissionner du poste de directeur de l'institut en cas de refus. Dans ses rapports aux représentants du gouvernement, Kapitsa a ouvertement critiqué les décisions qu'il considérait comme mauvaises. Après le déclenchement de la guerre, l'Institut des problèmes physiques a été évacué à Kazan. À son arrivée sur les lieux, il a été placé dans les locaux de l'Université de Kazan. En des temps difficiles, Kapitsa a créé la turbine la plus puissante du monde pour la production à grande échelle de l'oxygène liquide nécessaire à l'industrie. En 1945, les travaux sur la création d'armes nucléaires se sont intensifiés en Union soviétique. Kapitsa a été démis de ses fonctions de directeur de l'institut et a été assigné à résidence pendant huit ans. Il a été privé de la possibilité de communiquer avec ses collègues d'autres instituts de recherche. Dans sa datcha, Pyotr Leonidovich a équipé un petit laboratoire et a continué à faire des recherches. Deux ans après la mort de Staline, en 1955, il a été réintégré en tant que directeur de l'Institut des problèmes physiques et est resté à ce poste jusqu'à la fin de sa vie. Les travaux scientifiques d'après-guerre de Kapitsa couvrent une grande variété de domaines de la physique, y compris l'hydrodynamique des couches minces de liquide et la nature de la foudre en boule, mais ses principaux intérêts se concentrent sur les générateurs de micro-ondes et l'étude de diverses propriétés du plasma. Travaillant dans les années XNUMX à la création d'un générateur de micro-ondes, le scientifique découvre que les micro-ondes de haute intensité génèrent une décharge lumineuse clairement observable dans l'hélium. En mesurant la température au centre de la décharge d'hélium, il a constaté qu'à une distance de quelques millimètres de la limite de décharge, la température change d'environ deux millions de degrés Kelvin. Cette découverte a servi de base à la conception d'un réacteur de fusion à chauffage plasma continu. En plus des réalisations en physique expérimentale, Kapitsa s'est révélé être un brillant administrateur et éducateur. Sous sa direction, l'Institut des problèmes physiques est devenu l'un des instituts les plus productifs et les plus prestigieux de l'Académie des sciences de l'URSS, attirant de nombreux physiciens de premier plan du pays. Kapitsa a participé à la création d'un centre de recherche près de Novossibirsk - Akademgorodok, et d'un nouveau type d'établissement d'enseignement supérieur - l'Institut de physique et de technologie de Moscou. Les usines de liquéfaction de gaz construites par Kapitza ont trouvé une large application dans l'industrie. L'utilisation de l'oxygène extrait de l'air liquide pour le sablage à l'oxygène a révolutionné l'industrie sidérurgique soviétique. En 1965, pour la première fois après plus de trente ans, Kapitsa a reçu l'autorisation de quitter l'Union soviétique pour le Danemark afin de recevoir la médaille d'or internationale Niels Bohr. Il y visite des laboratoires scientifiques et donne une conférence sur la physique des hautes énergies. En 1969, le scientifique et sa femme effectuent leur premier voyage aux États-Unis. Kapitsa possédait des qualités qui le rendaient exceptionnellement intéressant en communication. Son érudition, sa profonde connaissance de la littérature et de l'art étaient incroyables. Il avait beaucoup de temps pour tout quand il était extrêmement occupé par le travail. Kapitsa lui-même a déclaré que le talent sans efficacité, en règle générale, ne donne pas d'excellents résultats. Pyotr Leonidovich se distinguait par un sens de l'humour vif et l'appréciait beaucoup chez les autres. Il existe une anecdote bien connue sur la façon dont une entreprise anglaise a demandé à Kapitsa de résoudre les problèmes d'un nouveau moteur électrique qui, pour des raisons inconnues, a refusé de fonctionner. Kapitsa examina soigneusement le moteur, l'alluma et l'arrêta plusieurs fois, puis demanda un marteau. En pensant, il a frappé le moteur avec un marteau, et - voilà ! - le moteur tourne. L'entreprise a payé à Kapitsa mille livres d'avance pour cette consultation. Le représentant de la société, voyant que l'affaire était résolue en quelques minutes, a demandé à Kapitsa de faire rapport par écrit du montant reçu. Kapitsa a écrit qu'il a estimé un coup avec un marteau sur le moteur à 1 livre, et les 999 livres restantes lui ont été payées parce qu'il savait exactement où frapper. Le 17 octobre 1978, l'Académie suédoise des sciences a envoyé un télégramme de Stockholm à Petr Leonidovich Kapitsa pour lui décerner le prix Nobel de physique pour la recherche fondamentale dans le domaine de la physique des basses températures. Des températures extrêmement basses proches du zéro absolu aux températures extrêmement élevées nécessaires à la synthèse des noyaux atomiques - telle est la vaste gamme du travail inlassable à long terme de l'académicien Petr Leonidovich Kapitsa. Il est décédé le 8 avril 1984. Auteur : Samin D.K.
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