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

Неандертальцы наследили на португальских пляжах Неандертальцы наследили на португальских пляжах

Археологи обнаружили на португальском побережье отпечатки ног неандертальцев

N+1
День матери: история и традиции празднования на Западе и в России День матери: история и традиции празднования на Западе и в России

День матери — праздник, который в том или ином формате отмечается во всем мире

Cosmopolitan
Ученые выяснили, что большинство травоядных животных ест не только траву Ученые выяснили, что большинство травоядных животных ест не только траву

Традиционная классификация травоядных не отражает реальную картину их рационов

ТехИнсайдер
300 лет семейного бизнеса: от струн из кишок в итальянской деревне до годовой выручки в $200 млн — история D’Addario 300 лет семейного бизнеса: от струн из кишок в итальянской деревне до годовой выручки в $200 млн — история D’Addario

Как семья мигрантов из Италии стала крупнейшим в мире производителем струн

VC.RU
Пластыри от прыщей: как они устроены и действительно ли помогают избавиться от высыпаний Пластыри от прыщей: как они устроены и действительно ли помогают избавиться от высыпаний

Работают ли патчи от прыщей или это просто маркетинг?

ТехИнсайдер
Народные средства от кашля Народные средства от кашля

Рецепты и правила безопасного применения народных средств от кашля

Лиза
Дядино кино Дядино кино

«Камон Камон»: сентиментальное путешествие XXI века

Weekend
Ожерелье с инфракрасной камерой распознает беззвучные команды Ожерелье с инфракрасной камерой распознает беззвучные команды

Ожерелье, которое поможет управлять гаджетом

N+1
Сырье для древних металлургов из Польши добыли в Рудных горах Сырье для древних металлургов из Польши добыли в Рудных горах

Ученые исследовали артефакты, обнаруженные в могильнике поздней бронзы

N+1
Пористый ацетат целлюлозы защитил мороженое и ледник от таяния Пористый ацетат целлюлозы защитил мороженое и ледник от таяния

Материал не дал льду растаять под действием солнечных лучей почти шесть часов

N+1
Дело Кантора живет: как математики всех стран соединились Дело Кантора живет: как математики всех стран соединились

Галле Георг Кантор был недоволен уровнем взаимодействия математиков

N+1
«Брат 3» Сухорукова и другие продолжения культовых фильмов, которые мы не увидим «Брат 3» Сухорукова и другие продолжения культовых фильмов, которые мы не увидим

Фильмы, которым не суждено выйти в прокат

Playboy
Земное светило: факты о возрасте, размерах и истории солнца Земное светило: факты о возрасте, размерах и истории солнца

Солнце находится в центре Солнечной системы, где оно — самый большой объект

Популярная механика
И сто кроссовок в шкафу И сто кроссовок в шкафу

У этого интерьера необычная история создания

Идеи Вашего Дома
«Мы равны, не одинаковы» «Мы равны, не одинаковы»

Александр Цыпкин – о мужчинах и женщинах

Добрые советы
Человек и его бактерии: что нужно знать о кишечной микрофлоре Человек и его бактерии: что нужно знать о кишечной микрофлоре

Как микробиота защищает нас от инфекций и влияет на развитие болезней?

Популярная механика
Что такое криптовалюта и блокчейн: переводим с языка программистов на человеческий Что такое криптовалюта и блокчейн: переводим с языка программистов на человеческий

Это деньги или нет? Рассказываем о том, как работает криптовалюта

Популярная механика
Как промыть систему охлаждения и ничего не сломать Как промыть систему охлаждения и ничего не сломать

Что такое система охлаждения двигателя и как ее промывать?

РБК
Страх перед хищниками сократил прирост численности певчих овсянок Страх перед хищниками сократил прирост численности певчих овсянок

Напуганные птицы хуже заботятся о кладке и птенцах

N+1
Как избавиться от пробок в миндалинах в домашних условиях — безопасные методы Как избавиться от пробок в миндалинах в домашних условиях — безопасные методы

Как справиться с пробками в миндалинах?

Cosmopolitan
Пора или нет? Пора или нет?

Как долго на самом деле нужно готовиться к лету в спортзале

Лиза
Почему некоторые языки учить сложнее? Почему некоторые языки учить сложнее?

Что влияет на сложность изучения языка?

Популярная механика
Как узнать какая видеокарта стоит на компьютере: 3 простых способа Как узнать какая видеокарта стоит на компьютере: 3 простых способа

Как узнать модель видеокарты на компьютере с Windows 10?

CHIP
Дом Солнца Дом Солнца

Интерьер загородного дома в Ереване: неоклассика и mid–century modern

SALON-Interior
Что делать, если забыл пароль от Wi-Fi Что делать, если забыл пароль от Wi-Fi

Как восстановить пароль от Wi-Fi в разных версиях Windows и на Android-гаджетах.

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
Леди дела Леди дела

Женщины у руля собственного бизнеса давно никого не удивляют

Robb Report
Фотограф Евгений Шишкин — о цвете, дарящих свободу ограничениях и музе Фотограф Евгений Шишкин — о цвете, дарящих свободу ограничениях и музе

Фотограф Евгений Шишкин — почему негативные эмоции заманчивы, но непродуктивны

РБК
Александр Траугот Александр Траугот

Интервью с художником Александром Трауготом, на иллюстрациях которого мы выросли

Собака.ru
Дух старой школы: 10 любопытных групп о ретро-компьютерах, которые можно найти в сети Дух старой школы: 10 любопытных групп о ретро-компьютерах, которые можно найти в сети

Если ищете электронную открытку для друга-программиста, вам точно сюда

Популярная механика
Открыть в приложении