О первых достижениях воспитанников российской физической школы

N+1Наука

Аспирант Крокодила и время джаза

О первых достижениях воспитанников российской физической школы

Евгений Гельфер

Сто лет назад физика переживала революцию: наука, в которой все основные открытия, казалось, уже были сделаны к концу XIX века, благодаря работам Резерфорда, Планка и Эйнштейна выяснила, что на самом деле лишь подступила к порогу совершенно новых представлений об устройстве мира. Основными героями этих событий были ученые, работавшие в Западной Европе. Но на другом краю Старого света, в России, в это время начала формироваться российская школа физики, воспитанники которой навсегда вписали свои имена в историю науки XX века. Рассказываем, почему «отец русской физики» Абрам Иоффе увез Петра Капицу из Советского Союза в Великобританию и чем прославились Лев Ландау и Георгий Гамов в самом начале своей карьеры.

В 1921 году Абрам Иоффе оставил Петроград и отправился в Европу — восстанавливать отношения с западными учеными (на этом заканчивался наш предыдущий материал, «Философский пароход и фабрики интеллигентов»). В это турне вместе с ним поехал его бывший студент Петр Капица. Иоффе взял его с собой отчасти из-за того, что Капица — один из самых талантливых его учеников, отчасти же просто, чтобы тот развеялся. В 1919-м красные расстреляли его тестя — тот был членом центрального комитета партии кадетов, — а за год до этого, во время эпидемии испанского гриппа, Капица потерял отца, жену, сына и новорожденную дочь.

Одну из остановок физики сделали в Кембридже. Эрнест Резерфорд оказал им радушный прием, но когда Капица попросил его взять к себе аспирантом, особого энтузиазма не проявил, ответив, что свободных штатных ставок в его лаборатории нет. По легенде, Капица, в свою очередь, поинтересовался у Резерфорда, какую точность в своих экспериментах тот считает достаточной. Услышав, что погрешности в три процента ему обычно хватает, Капица заметил, что добавление одного сотрудника к 30 имеющимся скорее всего пройдет незамеченным, поскольку будет лежать в пределах экспериментальной погрешности. Резерфорд шутку оценил, принял Капицу в лабораторию — и не прогадал.

Петр Капица в лаборатории в Кембридже, начало 30-х

Сначала Резерфорд поручил Капице измерения импульса альфа-частиц (о том, как с их помощью он определил строение атома, мы рассказывали в материале «Не жизни разве ради»). Идея состояла в том, что траектория альфа-частицы, влетающей в магнитное поле, должна искривляться в зависимости от скорости частицы и силы поля.

Для этих экспериментов Капице требовались сильные магнитные поля. Их можно получить, пропуская электрический ток через катушку — это явление называется электромагнитной индукцией, на нем основан принцип действия электромагнита. Чем больше ток, тем сильнее поле, однако если ток слишком большой, то провод в катушке может попросту расплавиться. Это накладывает естественное ограничение на величину поля, которое можно получить таким способом.

Простейший электромагнит. N и S указывают северный и южный магнитные полюса; внутри катушки находится железный сердечник, усиливающий магнитное поле

Капица придумал пропускать через катушку очень сильный ток, но в течение очень короткого времени, так что она не успевала чересчур нагреться. Конечно, и магнитное поле возникало очень ненадолго, но для исследования чрезвычайно быстрого процесса, пролета альфа-частицы, этого оказалось вполне достаточно. В экспериментах Капицы магнитное поле поддерживалось примерно одну сотую долю секунды. Он шутил, что, вероятно, является самым высокооплачиваемым ученым в мире, так как получает полную зарплату за работу, которая в сумме занимает пару секунд в год.

Эксперименты Резерфорда, которые раскрыли устройство атома и стали основой квантовой механики, были сделаны удивительно простыми средствами — на оборудование Кавендишской лаборатории в начале 20-х годов тратилось около 400 фунтов стерлингов в год. Эксперименты Капицы, однако, потребовали уже более сложного и дорогого оборудования, и Резерфорд выбил у Департамента научных и индустриальных исследований грант на сумму 8000 фунтов. Фактически это стало началом новой эры в экспериментальной физике — для продвижения вперед уже было недостаточно было приборов, смастеренных из подручных средств, и экспериментов, которые можно провести в одиночку. Продолжателем традиции сложных, дорогих, но при этом и прорывных экспериментов в Кавендише стал ученик Капицы, Джон Кокрофт, который вместе с Эрнестом Уолтоном провел первую в мире рукотворную ядерную реакцию (об этом мы рассказывали в материале «Не жизни разве ради»).

Работа со сверхсильными магнитными полями впечатлила поначалу сомневавшегося в русском физике Резерфорда. Капица быстро написал и защитил диссертацию по данным своих экспериментов с пролетом альфа-частиц через магнитные поля, а через два года уже стал заместителем директора Кавендишской лаборатории по магнитным явлениям. Кроме блестящей работы в лаборатории, Капица читал лекции студентам, а также организовал неформальный научный семинар с кофе и печеньем, на котором обсуждались последние новости физики, развивавшейся в 20–30-е годы особенно стремительно. Клуб Капицы — прямой наследник семинаров Иоффе, который начал проводить такие неформальные сборища в Политехническом институте еще в 1916 году (а те, в свою очередь, наверняка были инспирированы еженедельными встречами физиков в доме Пауля Эренфеста в Петрограде, о которых мы рассказывали в материале «Философский пароход и фабрики интеллигентов»).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Тайные безумцы Российской империи XVIII века» «Тайные безумцы Российской империи XVIII века»

Как органы политического сыска ставили диагнозы

N+1
А что скажет папа? А что скажет папа?

Порой мы не задумываемся, как близкие отреагируют на изменения в нашей жизни

Psychologies
Бессонница приводит к эпилепсии? Ученые выяснили, как работа по ночам влияет на мозг Бессонница приводит к эпилепсии? Ученые выяснили, как работа по ночам влияет на мозг

Как «ночная жизнь» влияет на области мозга, ответственные за эпилепсию

ТехИнсайдер
Не просто так Не просто так

«Изобретая Анну»: между «Сексом в большом городе» и историей Анны Сорокиной

Weekend
Чемпионские перстни: откуда взялась традиция вручать их победителям и сколько они стоят Чемпионские перстни: откуда взялась традиция вручать их победителям и сколько они стоят

Когда впервые изготовили чемпионские перстни и какова реальная их стоимость

ТехИнсайдер
Токсичный рестлер Токсичный рестлер

«Миротворец»: отцы и дети по Джеймсу Ганну

Weekend
Избыток углового момента при сверхбыстром размагничивании ушел к фононам Избыток углового момента при сверхбыстром размагничивании ушел к фононам

Немецкие физики разобрались с тем, куда девается угловой момент атомов никеля

N+1
Идеолог модернизации Идеолог модернизации

Проповедник Феофан Прокопович — ренегат и авантюрист, карьерист и доносчик

Дилетант
«Обновленная» мама «Обновленная» мама

Что такое осознанное родительство и почему пора растить детей иначе

Лиза
Песенка смета: как бесперспективные музыканты заработали десятки миллионов долларов на чужой музыке Песенка смета: как бесперспективные музыканты заработали десятки миллионов долларов на чужой музыке

Esquire разбирается в масштабной афере с авторскими правами на YouTube

Esquire
Белое на черном: что такое себорейный дерматит Белое на черном: что такое себорейный дерматит

Любой дерматит неприятен, но себорейный — особенно, так как он хорошо заметен

РБК
Любимый автор Билла Гейтса о том, почему в 1880-х были придуманы главные изобретения Любимый автор Билла Гейтса о том, почему в 1880-х были придуманы главные изобретения

Глава из книги «Цифры не лгут: 71 факт, важный для понимания всего на свете»

Forbes
6 мифов о сне, в которые уже пора перестать верить 6 мифов о сне, в которые уже пора перестать верить

Разделаемся со стереотипами о сне раз и навсегда

GQ
5 причин смотреть многосерийный хоррор «Архив 81» — один из первых очевидных хитов 2022 года 5 причин смотреть многосерийный хоррор «Архив 81» — один из первых очевидных хитов 2022 года

«Архив 81» вобрал в себя целую обойму сюжетов классического хоррора

Esquire
Звезды, рост которых не выше 160 см Звезды, рост которых не выше 160 см

Нам даже не приходило в голову, что эти знаменитости такого маленького роста

VOICE
Продукты, которые все считают полезными, и совершенно напрасно Продукты, которые все считают полезными, и совершенно напрасно

Как эти продукты вводят нас в заблуждение?

Maxim
Закрытый показ Закрытый показ

Есть надежный способ предсказать, как сложится судьба картины в прокате

Forbes
Всё плохо: как тревожность портит нам жизнь и можно ли перестать переживать Всё плохо: как тревожность портит нам жизнь и можно ли перестать переживать

Что такое тревожное расстройство и можно ли его вылечить?

Cosmopolitan
Моника навсегда Моника навсегда

Актриса Моника Беллуччи — ее победительная женственность поражает в самое сердце

Harper's Bazaar
Минеральный дисбаланс Минеральный дисбаланс

Производство удобрений в России растет, но объемы потребления рискуют снизиться

Агроинвестор
Торфяной кризис в Ирландии — дитя «зеленой» повестки Торфяной кризис в Ирландии — дитя «зеленой» повестки

Ирландия под давлением «зеленых» отказалась от добычи торфа раньше срока

Эксперт
«Конкретный человек может быть чужим, но нельзя обобщать до «Конкретный человек может быть чужим, но нельзя обобщать до

Владлена Санду о своем сериале «Идентификация»

Weekend
Со всего мира с любовью! Со всего мира с любовью!

В череде зимних будней тебя еще ждет волшебный праздник – День всех влюбленных

Лиза
Одна вокруг света: болезнь собаки Греты и арт-район среди трущоб Боготы Одна вокруг света: болезнь собаки Греты и арт-район среди трущоб Боготы

Как можно изменить жизнь в трущобах, превратив их в арт-объект

Forbes
Как открыть стиральную машину, если дверца заблокирована: 8 способов Как открыть стиральную машину, если дверца заблокирована: 8 способов

Что делать, если дверца машинки осталась закрыта?

CHIP
10 причин, по которым «критические дни» все не приходят 10 причин, по которым «критические дни» все не приходят

Возможные причины задержки месячных у женщин

VOICE
Goro: «Понты — это когда ты выкладываешь богатые фоточки в инстаграм» Goro: «Понты — это когда ты выкладываешь богатые фоточки в инстаграм»

Гор рассказал, с чего началось его творчество

ЖАРА Magazine
Исследование: насколько российские компании готовы к энергопереходу и тренду на ESG Исследование: насколько российские компании готовы к энергопереходу и тренду на ESG

Готовы ли мы профессионально внедрять принципы ESG?

Forbes
Спасибо за фидбэк: как правильно общаться с подчиненными Спасибо за фидбэк: как правильно общаться с подчиненными

Управление предполагает еще и обратную связь с подчиненными

Inc.
Елизавета II: 70 лет на престоле Елизавета II: 70 лет на престоле

О самой знаменитой женщине в мире рассказывает Сергей Николаевич

СНОБ
Открыть в приложении