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BIOGRAFIE DI GRANDI SCIENZIATI
Kapitsa Petr Leonidovich. Biografia di uno scienziato
Elenco / Biografie di grandi scienziati
Pyotr Leonidovich Kapitsa nacque il 26 giugno (9 luglio) 1894 a Kronstadt nella famiglia di un ingegnere militare, il generale Leonid Petrovich Kapitsa, costruttore delle fortificazioni di Kronstadt. Era un uomo istruito e intelligente, un ingegnere dotato che ha svolto un ruolo importante nello sviluppo delle forze armate russe. La madre, Olga Ieronimovna, nata Stebnitskaya, era una donna istruita. È stata impegnata in attività letterarie, pedagogiche e sociali, lasciando un segno nella storia della cultura russa. Peter ha studiato prima per un anno al ginnasio e poi alla vera scuola di Kronstadt, da cui si è diplomato con lode. Grazie alle sue capacità e passione per la fisica e l'elettrotecnica, fu ammesso senza alcun vincolo all'aula di fisica della scuola. Qui ha allestito esperimenti chimici e fisici, riparato strumenti. Gli piaceva particolarmente smontare e rimontare gli orologi. Il suo interesse per gli orologi è rimasto per sempre. C'è un caso in cui, già a un'età molto rispettabile, ha riparato l'orologio del suo vecchio amico. Nel 1912 Kapitsa entrò al Politecnico di San Pietroburgo. Nell'agosto del 1914 scoppiò la prima guerra mondiale. Lo studente del terzo anno Peter Kapitsa, come molti studenti, fu mobilitato nell'esercito. Per qualche tempo ha prestato servizio sul fronte polacco come autista di un distaccamento sanitario - ha trasportato i feriti su un camion coperto di telone. Nel 1916, dopo la smobilitazione dall'esercito, Kapitsa tornò all'istituto. Ioffe lo coinvolse in attività sperimentali nel laboratorio di fisica da lui diretto, oltre alla partecipazione al suo seminario, apparentemente uno dei primi seminari di fisica in Russia. Nello stesso anno, il primo articolo di Kapitsa è apparso sul Journal of the Russian Physical and Chemical Society. Nel 1918, in condizioni incredibilmente difficili, Ioffe fondò a Pietrogrado uno dei primi istituti di ricerca scientifica di fisica in Russia. Kapitsa è stato uno dei primi dipendenti di questo istituto, che ha svolto un ruolo molto importante nello sviluppo della fisica sperimentale, teorica e tecnica sovietica. Dopo essersi laureato al Politecnico nello stesso anno, Pietro vi rimase come insegnante della Facoltà di Fisica e Meccanica. Nella difficile situazione post-rivoluzionaria, Ioffe ha cercato con tutte le sue forze di salvare il seminario ei suoi studenti, giovani fisici, tra i quali Kapitsa. Quasi tutti i partecipanti al seminario erano sperimentatori e si trovavano in una situazione molto difficile: a causa della mancanza di materiali, strumenti, dispositivi necessari, anche un semplice filo, si è rivelato il più difficile e burocratico montare l'impianto sperimentale . E, tuttavia, gli esperimenti erano impostati e piuttosto complessi. Nel 1920, Kapitsa e N. N. Semenov svilupparono un metodo per determinare il momento magnetico di un atomo, utilizzando in esso l'interazione di un raggio atomico con un campo magnetico disomogeneo. Ioffe insistette affinché Kapitsa andasse all'estero, ma il governo rivoluzionario non diede il permesso fino all'intervento di Maxim Gorky, lo scrittore russo più influente dell'epoca. Alla fine, Kapitsa fu autorizzato a partire per l'Inghilterra. Se ne andò in uno stato depresso: poco prima, Peter provò un grande dolore: durante l'epidemia morì la sua giovane moglie, Nadezhda Chernosvitova (si sposarono nel 1916) e i loro due bambini piccoli. Nel maggio 1921 Kapitsa arrivò in Inghilterra. Kapitsa finì nel laboratorio di Rutherford. Più tardi, Peter Leonidovich dirà di Rutherford: "Devo molto a lui e al suo atteggiamento gentile nei miei confronti". Contemporaneamente alla partecipazione alle lezioni, Kapitsa ha dovuto superare un praticantato di fisica, obbligatorio per tutti coloro che iniziano a lavorare al Cavendish Laboratory. Guidato da James Chadwick. Il praticantato è stato progettato per due anni, ma Kapitsa, con sorpresa di tutti, ha superato tutti i test nel giro di due settimane ed è diventato subito famoso tra il personale di laboratorio, compreso lo stesso Rutherford. Questa fama è stata facilitata anche da un seminario organizzato da Kapitsa poco dopo il suo arrivo a Cambridge, chiamato "Kapitza club", durante il quale studenti e giovani insegnanti hanno conosciuto interessanti problemi scientifici, discusso i risultati delle proprie ricerche e talvolta hanno avuto discussioni su un'ampia varietà di questioni, anche molto lontane dalla fisica. Per conto di Rutherford, Kapitsa iniziò a studiare le particelle alfa. Queste erano le particelle "preferite" di Rutherford e quasi tutti i suoi studenti erano impegnati nel loro studio. Kapitsa ha dovuto determinare la quantità di moto della particella alfa. Per condurre con successo esperimenti sulla misurazione della quantità di moto di una particella alfa, Kapitsa aveva bisogno di un forte campo magnetico. Il lavoro sulla creazione di campi magnetici superforti iniziò gradualmente ad assumere un carattere indipendente e in seguito portò Kapitsa ad allontanarsi dalla misurazione della quantità di moto di una particella alfa ad altri lavori sulla fisica dello stato solido. Così si allontanò dalla fisica nucleare. Tuttavia, l'argomento della sua tesi di dottorato, che difese a Cambridge nel 1922, era "Il passaggio delle particelle alfa attraverso la materia e i metodi per produrre campi magnetici". L'autorità scientifica di Kapitsa crebbe rapidamente. Ha scalato con successo i gradini della gerarchia accademica. Nel 1923 divenne dottore in scienze e ricevette la prestigiosa borsa di studio Maxwell. Nel 1924 fu nominato Direttore Associato del Cavendish Laboratory for Magnetic Research e nel 1925 divenne Fellow del Trinity College. Nel 1928, l'Accademia delle scienze dell'URSS conferì a Kapitsa il grado di dottore in scienze fisiche e matematiche e nel 1929 lo elesse membro corrispondente. L'anno successivo, Kapitsa divenne professore di ricerca presso la Royal Society di Londra. Su insistenza di Rutherford, la Royal Society sta costruendo un nuovo laboratorio appositamente per Kapitsa. Quando Kapitsa iniziò a mettere in atto i suoi piani per determinare il momento magnetico di una particella alfa, gli sperimentatori produssero forti campi magnetici usando un elettromagnete costituito da una bobina e un nucleo di ferro. La tensione era di 50 oersted. Era impossibile superare questa cifra a causa del fenomeno della saturazione magnetica del ferro. Dopo che è stato raggiunto il limite di saturazione, indipendentemente dall'aumento della forza della corrente passata attraverso l'elettromagnete, l'intensità del campo non è aumentata. Kapitsa, di fronte a Rutherford, fece una rivoluzione tecnica nei metodi di ricerca sperimentale. La potente installazione di Kapitsa, il principio stesso della ricerca, ha fatto una forte impressione non solo su Rutherford e sui suoi colleghi, ma anche su altri scienziati che hanno visitato Cambridge. Con la mano leggera di Kapitsa, installazioni complesse e strumenti e apparati migliorati iniziarono ad apparire sempre più spesso nel Laboratorio Cavendish. Nel 1934 Kapitsa divenne il primo direttore del nuovo laboratorio. Ma era destinato a lavorare lì solo per un anno. La creazione di apparecchiature uniche per misurare gli effetti della temperatura associati all'influenza di forti campi magnetici sulle proprietà della materia, come la resistenza magnetica, ha portato Kapitsa a studiare i problemi della fisica delle basse temperature. Per raggiungere tali temperature era necessario disporre di una grande quantità di gas liquefatti. Sviluppando macchine e installazioni di refrigerazione fondamentalmente nuove, Kapitsa ha utilizzato tutto il suo straordinario talento di fisico e ingegnere. L'apice della sua creatività in questo settore è stata la creazione nel 1934 di un impianto insolitamente produttivo per la liquefazione dell'elio, che bolle o liquefa a una temperatura di circa 4,3 gradi Kelvin. Nel 1925, a Parigi, l'accademico Alexei Nikolaevich Krylov presentò Kapitsa a sua figlia Anna, che poi visse con sua madre nella capitale della Francia. Nel 1927, Anna Alekseevna divenne la moglie di Kapitsa. Dopo il suo matrimonio, Kapitsa acquistò un piccolo appezzamento di terreno in Huntington Road, dove costruì una casa secondo il suo piano. Qui sono nati i suoi figli Sergey e Andrey. Entrambi in seguito divennero scienziati. Mentre era a Cambridge, Kapitsa si divertiva a guidare una moto, fumare la pipa e indossare abiti di tweed. Ha mantenuto le sue abitudini inglesi per il resto della sua vita. A Mosca, accanto all'Istituto per i problemi fisici, è stato costruito per lui un cottage in stile inglese. Ordinò vestiti e tabacco dall'Inghilterra. Le relazioni tra Kapitsa e il governo sovietico sono sempre state alquanto misteriose e incomprensibili. Durante i suoi tredici anni in Inghilterra, Kapitsa tornò più volte in Unione Sovietica con la sua seconda moglie per tenere conferenze, visitare sua madre e trascorrere le vacanze in qualche località russa. I funzionari sovietici gli chiesero ripetutamente di rimanere permanentemente in URSS. Pyotr Leonidovich era interessato a tali proposte, ma ha avanzato alcune condizioni, in particolare la libertà di viaggio in Occidente, che hanno ritardato la soluzione della questione. Alla fine dell'estate del 1934, Kapitsa e sua moglie tornarono di nuovo in Unione Sovietica, ma quando la coppia si preparò a tornare in Inghilterra, si scoprì che i loro visti di uscita erano stati cancellati. Dopo una furiosa ma inutile scaramuccia con i funzionari a Mosca, Kapitsa fu costretto a rimanere in patria, mentre la moglie fu autorizzata a tornare in Inghilterra dai figli. Qualche tempo dopo, Anna Alekseevna si unì a suo marito a Mosca e i bambini la seguirono. Rutherford e altri amici di Kapitsa si appellarono al governo sovietico con la richiesta di permettergli di partire per continuare a lavorare in Inghilterra, ma invano. Nel 1935, a Kapitsa fu offerto di diventare direttore del nuovo Istituto per i problemi fisici dell'Accademia delle scienze dell'URSS, ma prima di dare il suo consenso, Kapitsa rifiutò l'incarico offerto per quasi un anno. Rutherford, rassegnato alla perdita del suo eccezionale collaboratore, permise alle autorità sovietiche di acquistare l'attrezzatura del laboratorio di Kapitsa e di inviarla via mare in URSS. I negoziati, il trasporto delle apparecchiature e la loro installazione presso l'Istituto per i problemi fisici sono durati diversi anni. La famiglia Kapitsa si stabilì proprio lì, nel territorio dell'istituto, in un palazzo di più stanze. Dal salone una scala conduceva alle stanze soprastanti. Al piano terra, in un ampio soggiorno, c'erano armadietti di vetro con una collezione di giocattoli Khokhloma. I bambini di Kapitsa, i futuri scienziati Sergey e Andrey, erano allora scolari. Sull'installazione consegnata a Mosca dal Cavendish Laboratory, Kapitsa ha continuato la ricerca nel campo dei campi magnetici superforti. I suoi dipendenti di Cambridge, giunti per un po' a Mosca, hanno preso parte agli esperimenti: il meccanico Pearson e l'assistente di laboratorio Lauerman. Questo lavoro ha richiesto diversi anni. Kapitsa li considerava molto importanti. Nel 1943, in una riunione del Presidium dell'Accademia delle scienze dell'URSS, Petr Leonidovich disse che, a suo avviso, ci sono tre principali aree di ricerca in fisica: nel campo delle basse temperature, nel campo del nucleo , e, infine, nel campo dei solidi. "Il nostro istituto", ha detto Kapitsa, "sta lavorando allo studio dei fenomeni che si verificano a basse temperature, vicino allo zero assoluto. Noto che negli ultimi anni questa direzione è stata una delle più veloci in fisica e molte nuove e fondamentali scoperte possono ci si aspetta in esso.” . Nel 1938, Kapitsa migliorò una piccola turbina che liquefava l'aria in modo molto efficiente. È stato in grado di rilevare una straordinaria diminuzione della viscosità dell'elio liquido quando è stato raffreddato a una temperatura inferiore a 2,17 K, alla quale si trasforma in una forma chiamata elio-2. La perdita di viscosità gli consente di fluire liberamente attraverso i fori più piccoli e persino di arrampicarsi sulle pareti del contenitore, come se "non sentisse" l'azione della gravità. L'assenza di viscosità è accompagnata anche da un aumento della conducibilità termica. Kapitsa ha chiamato il nuovo fenomeno che ha scoperto superfluidità. Due degli ex colleghi di Kapitsa al Cavendish Laboratory, JF Allen e AD Mizener, hanno condotto studi simili. Tutti e tre gli articoli pubblicati riportano i loro risultati nello stesso numero della rivista britannica Nature. L'articolo di Kapitsa del 1938 e altri due articoli pubblicati nel 1942 sono tra i suoi articoli più importanti sulla fisica delle basse temperature. Pyotr Leonidovich, che possedeva un'autorità insolitamente alta, difese coraggiosamente le sue opinioni anche durante le epurazioni compiute da Stalin alla fine degli anni Trenta. Quando Lev Landau, un impiegato dell'Istituto per i problemi fisici, fu arrestato nel 1938 con l'accusa di spionaggio a favore della Germania nazista, Kapitsa si assicurò il suo rilascio. Per fare ciò, ha dovuto recarsi al Cremlino e minacciare di dimettersi dalla carica di direttore dell'istituto in caso di rifiuto. Nei suoi rapporti ai rappresentanti del governo, Kapitsa ha apertamente criticato quelle decisioni che considerava sbagliate. Dopo lo scoppio della guerra, l'Istituto per i problemi fisici fu evacuato a Kazan. All'arrivo sul posto, è stato collocato nei locali dell'Università di Kazan. In tempi difficili, Kapitsa ha creato l'impianto a turbina più potente del mondo per la produzione su larga scala dell'ossigeno liquido richiesto dall'industria. Nel 1945, i lavori per la creazione di armi nucleari si intensificarono in Unione Sovietica. Kapitsa è stato rimosso dalla carica di direttore dell'istituto ed è stato agli arresti domiciliari per otto anni. È stato privato dell'opportunità di comunicare con i suoi colleghi di altri istituti di ricerca. Nella sua dacia, Pyotr Leonidovich ha attrezzato un piccolo laboratorio e ha continuato a fare ricerca. Due anni dopo la morte di Stalin, nel 1955, fu reintegrato come direttore dell'Istituto per i problemi fisici e rimase in questa posizione fino alla fine della sua vita. Il lavoro scientifico del dopoguerra di Kapitsa copre un'ampia varietà di aree della fisica, inclusa l'idrodinamica di strati sottili di liquido e la natura dei fulmini globulari, ma i suoi interessi principali si concentrano sui generatori di microonde e sullo studio di varie proprietà del plasma. Lavorando negli anni Cinquanta alla creazione di un generatore di microonde, lo scienziato scoprì che le microonde ad alta intensità generano una scarica luminosa nell'elio chiaramente osservabile. Misurando la temperatura al centro della scarica di elio, ha scoperto che a una distanza di pochi millimetri dal limite di scarica, la temperatura cambia di circa due milioni di gradi Kelvin. Questa scoperta ha costituito la base per la progettazione di un reattore a fusione con riscaldamento continuo del plasma. Oltre ai risultati conseguiti nella fisica sperimentale, Kapitsa ha dimostrato di essere un brillante amministratore ed educatore. Sotto la sua guida, l'Istituto per i problemi fisici divenne uno degli istituti più produttivi e prestigiosi dell'Accademia delle scienze dell'URSS, attirando molti dei principali fisici del paese. Kapitsa ha preso parte alla creazione di un centro di ricerca vicino a Novosibirsk - Akademgorodok, e un nuovo tipo di istituto di istruzione superiore - l'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca. Gli impianti di liquefazione del gas costruiti da Kapitsa hanno trovato ampia applicazione nell'industria. L'uso dell'ossigeno estratto dall'aria liquida per la sabbiatura con ossigeno ha rivoluzionato l'industria siderurgica sovietica. Nel 1965, per la prima volta dopo più di trent'anni, Kapitsa ricevette il permesso di lasciare l'Unione Sovietica per la Danimarca per ricevere la medaglia d'oro internazionale Niels Bohr. Lì visitò i laboratori scientifici e tenne una conferenza sulla fisica delle alte energie. Nel 1969, lo scienziato e sua moglie fecero il loro primo viaggio negli Stati Uniti. Kapitsa possedeva qualità che lo rendono insolitamente interessante nella comunicazione. La sua erudizione, la profonda conoscenza della letteratura e dell'arte erano sorprendenti. Aveva un sacco di tempo per tutto quando era estremamente impegnato con il lavoro. Lo stesso Kapitsa ha affermato che il talento senza efficienza, di regola, non dà grandi risultati. Pyotr Leonidovich si distingueva per un vivace senso dell'umorismo e lo apprezzava molto negli altri. C'è un noto aneddoto su come un'azienda inglese abbia chiesto a Kapitsa di risolvere i problemi in un nuovo motore elettrico, che, per ragioni sconosciute, si è rifiutato di funzionare. Kapitsa ha esaminato attentamente il motore, l'ha acceso e spento più volte, quindi ha chiesto un martello. Pensando, colpì il motore con un martello, e - ecco! - il motore è in funzione. Per questa consultazione, l'azienda ha pagato a Kapitsa mille sterline in anticipo. Il rappresentante della società, vedendo che la questione si è risolta in pochi minuti, ha chiesto a Kapitsa di riferire per iscritto per l'importo ricevuto. Kapitsa ha scritto di aver stimato un colpo con un martello sul motore a 1 sterlina e le restanti 999 sterline gli sono state pagate perché sapeva esattamente dove colpire. Il 17 ottobre 1978, l'Accademia delle scienze svedese ha inviato un telegramma da Stoccolma a Petr Leonidovich Kapitsa in merito all'assegnazione del Premio Nobel per la fisica per la ricerca fondamentale nel campo della fisica delle basse temperature. Dalle temperature estremamente basse vicine allo zero assoluto alle temperature estremamente elevate necessarie per la sintesi dei nuclei atomici: questa è la vasta gamma dell'instancabile lavoro a lungo termine dell'accademico Petr Leonidovich Kapitsa. Morì l'8 aprile 1984. Autore: Samin D.K.
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