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

«Социальные науки как колдовство» «Социальные науки как колдовство»

Можно ли за цифрами спрятать несостоятельность научной мысли

N+1
Трехслойная модель дымки объяснила разницу в цвете Урана и Нептуна Трехслойная модель дымки объяснила разницу в цвете Урана и Нептуна

Почему Нептун и Уран отличаются по цвету?

N+1
Анафилаксию при пищевой аллергии у мышей объяснили наследственностью Анафилаксию при пищевой аллергии у мышей объяснили наследственностью

Ученые разобрались в природе анафилактического шока при пищевой аллергии

N+1
Секунда за 300 миллиардов лет: зачем физикам самые надежные часы Секунда за 300 миллиардов лет: зачем физикам самые надежные часы

Ученые поставили рекорд, создав самую синхронизированную пару часов в истории

Forbes
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
Археологи уточнили время существования свайного поселения на севере Италии Археологи уточнили время существования свайного поселения на севере Италии

Археологи провели исследование древнего свайного поселения Изолино-Вирджиния

N+1
Как выглядит и чем живет единственная дочь покойной Анны Николь Смит Как выглядит и чем живет единственная дочь покойной Анны Николь Смит

История Анны Николь Смит и её детей

Cosmopolitan
Стоит как каменный: 5 памятников члену со всего мира Стоит как каменный: 5 памятников члену со всего мира

От "Черного члена" в Новой Зеландии до Парка пенисов в Южной Корее

Playboy
«Не подставной и не родственник»: как работает скрытый патруль ГИБДД «Не подставной и не родственник»: как работает скрытый патруль ГИБДД

За что наказывают инспекторы?

РБК
Человек растерянный Человек растерянный

«История моей жены»: Леа Сейду и Луи Гаррель провожают патриархат

Weekend
Первая феминистка Афганистана: как королева Сорайя боролась за права женщин Первая феминистка Афганистана: как королева Сорайя боролась за права женщин

Сорайя Тарзи открыла школы для девочек и издала женский журнал в Афганистане

Forbes
Более 80% сотрудников считают, что эффективно выполняют свою работу и без надзора менеджеров Более 80% сотрудников считают, что эффективно выполняют свою работу и без надзора менеджеров

Более 80% сотрудников готовы выполнять свою работу без надзора менеджера

Inc.
Дом Дорна, Дорн дома Дом Дорна, Дорн дома

Иван Дорн: новая квартира, оформленная женой Анастасией, и история их романа

Vogue
От бумеров до альфа От бумеров до альфа

Теория поколений распространилась в виде мемов и героев. Кто из них вы?

Популярная механика
И просто так немодно И просто так немодно

Почему героини из «Секса в большом городе» так плохо одеты

Weekend
Долой килограммы: 8 лучших тренировок для похудения Долой килограммы: 8 лучших тренировок для похудения

Йога, бег, плавание или ходьба — что поможет похудеть?

Cosmopolitan
Глаза земли Глаза земли

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» принимает вахту у «Хаббла»

Вокруг света
Травма, менингит и даже инфаркт: почему болит шея, что делать, чтобы убрать боль Травма, менингит и даже инфаркт: почему болит шея, что делать, чтобы убрать боль

Разбираемся с причинами боли в шее и советуем, что действительно помогает от неё

Cosmopolitan
Палеонтологи впервые диагностировали инфекцию воздушных мешков у динозавра Палеонтологи впервые диагностировали инфекцию воздушных мешков у динозавра

Динозавры сталкивались с аэросаккулитом – поражением воздушных мешков

N+1
От вольтова столба до литий-ионных батарей: как развивались источники тока От вольтова столба до литий-ионных батарей: как развивались источники тока

Основные вехи в развитии источников энергии

Популярная механика
Виктор Добронравов: «Дома хочется просто отдохнуть» Виктор Добронравов: «Дома хочется просто отдохнуть»

Виктор Добронравов — о любви к театру и отношениях со знаменитым отцом

Cosmopolitan
Спорт после долгого перерыва Спорт после долгого перерыва

Руководство по предотвращению травм для тех, кто делает паузы в тренировках

Лиза
Трава у дома Трава у дома

Всплески насыщенного изумрудного в отделке стен и мебели

Идеи Вашего Дома
Как военные использовали насекомых в своих целях: 10 впечатляющих операций, которые провели пчелы, мухи и комары Как военные использовали насекомых в своих целях: 10 впечатляющих операций, которые провели пчелы, мухи и комары

Энтомологическое оружие впервые было использовано еще в античные времена

ТехИнсайдер
Музей Соломона Гуггенхайма Музей Соломона Гуггенхайма

Здание нового музея должно было стать столь же нетривиальным, как и экспозиция

AD
Счастье есть: найти себя и быть довольной — советы психологов и коучей Счастье есть: найти себя и быть довольной — советы психологов и коучей

Над чем стоит поработать, чтобы встать на путь к обретению гармонии с собой

РБК
«Мы преуменьшаем эмоции»: что скрывается за тревожностью и как с ней справиться «Мы преуменьшаем эмоции»: что скрывается за тревожностью и как с ней справиться

Простые, но эффективные техники, которые позволят справиться с тревогой

Forbes
Электромобили: что это, какие есть, как работают Электромобили: что это, какие есть, как работают

Плюсы и минусы владения автомобилем с нулевым уровнем выброса вредных веществ

РБК
10 необычных лайфхаков для автовладельцев, которые пригодятся зимой 10 необычных лайфхаков для автовладельцев, которые пригодятся зимой

Лайфхаки, которые помогут скрасить ваши автолюбительские будни

Популярная механика
Что такое гидрокомпенсаторы и почему они стучат Что такое гидрокомпенсаторы и почему они стучат

Что такое гидрокомпенсаторы, как они работают и что делать, если они стучат

РБК
Открыть в приложении