Великие открытия и люди. 100 лауреатов Нобелевской премии XX века

Русский физик

Петр Леонидович Капица родился в Кронштадте военно-морской крепости, расположенной на острове в Финском заливе неподалеку от Санкт-Петербурга, где служил его отец Леонид Петрович Капица, генерал-лейтенант инженерного корпуса. Мать Капицы Ольга Иеронимовна Капица (Стебницкая) была известным педагогом и собирательницей фольклора.

В 1905 году Петр Капица поступил в гимназию. Через год из-за слабой успеваемости по латыни переходит в Кронштадское реальное училище. Окончив училище, в 1914 году поступает на электромеханический факультет Петербургского политехнического института. Способного студента быстро замечает А. Ф. Иоффе, привлекает на свой семинар и работу в лаборатории.

Первая мировая война застала молодого человека в Шотландии, которую он посетил на летних каникулах с целью изучения языка. В Россию он вернулся в ноябре 1914 года и через год добровольцем отправляется на фронт. Капица служил водителем на санитарном автомобиле и возил раненых на польском фронте. В 1916 году, демобилизовавшись, возвращается назад в Петербург продолжать учёбу.

В 1918 году окончил Петербургский политехнический институт. Следующие три года он преподавал в том же институте.

Под руководством А. Ф. Иоффе Капица приступил к исследованиям в области атомной физики. Иоффе в этих исследованиях был первым в России.

В 1916 году Петр Капица женился на Надежде Кирилловне Черносвитовой. Ее отец, К. К. Черносвитов, член ЦК партии кадетов, депутат с Первой по Четвертую Государственных Дум, был арестован ЧК и расстрелян в 1919 году. Зимой 1919—1920 во время эпидемии гриппа («испанка») Капица в течение месяца теряет отца, сына, жену и новорожденную дочь.

Второй раз Капица женился в 1927 году во время своего пребывания в Англии. Его женой стала Анна Алексеевна Крылова, дочь знаменитого кораблестроителя, механика и математика Алексея Николаевича Крылова, который по поручению правительства был командирован в Англию для наблюдения за постройкой судов по заказу Советской России. У супругов родились двое сыновей. Оба они впоследствии стали учеными.

Иоффе настаивал на том, что Капице необходимо отправиться за границу, но революционное правительство не давало на это разрешения, пока в дело не вмешался Максим Горький, самый влиятельный в ту пору русский писатель. В 1921 году Капице позволили выехать в Англию, где он стал сотрудником Эрнеста Резерфорда, работавшего в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Капица быстро завоевал уважение Резерфорда и стал его другом.

С января 1925 года Капица – заместитель директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям.

В 1929 году он избран действительным членом Лондонского Королевского общества.

Благодаря содействию и влиянию Капицы многие молодые советские физики получили возможность поработать в течение продолжительного времени в Кавендишской лаборатории. В «Международной серии монографий по физике» издательства Оксфордского университета, одним из основателей и главных редакторов которой был Капица, выходят в свет монографии физиков-теоретиков Георгия Антоновича Гамова и Якова Ильича Френкеля, Николая Николаевича Семенова.

Создание уникального оборудования для измерения температурных эффектов, связанных с влиянием сильных магнитных полей на свойства вещества, например на магнитное сопротивление, привело Капицу к изучению проблем физики низких температур. Чтобы достичь таких температур, необходимо было располагать большим количеством сжиженных газов. Разрабатывая принципиально новые холодильные машины и установки, Капица использовал весь свой недюжинный талант физика и инженера. Вершиной его творчества в этой области явилось создание в 1934 году необычайно производительной установки для сжижения гелия, который кипит (переходит из жидкого состояния в газообразное) или сжижается (переходит из газообразного состояния в жидкое) при температуре около 4,3К. Сжижение этого газа считалось наиболее трудным.

В Кембридже научный авторитет Капицы быстро рос. Он успешно продвигался по ступеням академической иерархии. В 1923 году Капица стал доктором наук и получил престижную стипендию Джеймса Клерка Максвелла. В 1924 году он был назначен заместителем директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям, а в 1925 году стал членом Тринити-колледжа. В 1928 году Академия наук СССР присвоила Капице ученую степень доктора физико-математических наук и в 1929 году избрала его своим членом-корреспондентом. В следующем году Капица становится профессором-исследователем Лондонского королевского общества. По настоянию Резерфорда Королевское общество строит специально для Капицы новую лабораторию. Она была названа лабораторией Монда в честь химика и промышленника германского происхождения Людвига Монда, на средства которого, оставленные по завещанию Лондонскому королевскому обществу, была построена. Открытие лаборатории состоялось в 1934 году. Ее первым директором стал Капица Петр Леонидович. Но ему было суждено там проработать всего лишь один год.

За время своего тринадцатилетнего пребывания в Англии Капица несколько раз приезжал в Советский Союз вместе со своей второй женой, чтобы прочитать лекции, навестить мать и провести каникулы на каком-нибудь русском курорте. Советские официальные лица неоднократно обращались к нему с просьбой остаться на постоянное жительство в СССР. Капица относился с интересом к таким предложениям, но выставлял определенные условия, в частности свободу поездок на Запад, из-за чего решение вопроса откладывалось. В конце лета 1934 года Капица вместе с женой в очередной раз приехали в Советский Союз, но, когда супруги приготовились вернуться в Англию, оказалось, что их выездные визы аннулированы. Пос ле яростной, но бесполезной стычки с официальными лицами в Москве Капица был вынужден остаться на родине, а его жене было разрешено вернуться в Англию к детям. Несколько позднее Анна Алексеевна присоединилась к мужу в Москве, а вслед за ней приехали и дети. Резерфорд и другие друзья Капицы обращались к советскому правительству с просьбой разрешить ему выезд для продолжения работы в Англии, но тщетно.

В 1935 году Капице предложили стать директором вновь созданного Института физических проблем Академии наук СССР. Через год Капица согласился занять этот пост. Резерфорд, смирившись с потерей своего выдающегося сотрудника, позволил советским властям купить оборудование лаборатории Монда и отправить его морским путем в СССР. Переговоры, перевоз оборудования и монтаж его в Институте физических проблем заняли несколько лет.

Капица возобновил свои исследования по физике низких температур, в том числе свойств жидкого гелия. Он проектировал установки для сжижения других газов. В 1938 году Капица усовершенствовал небольшую турбину, очень эффективно сжижавшую воздух. Ему удалось обнаружить необычайное уменьшение вязкости жидкого гелия при охлаждении до температуры ниже 2,17К, при которой он переходит в форму, называемую гелием-2. Утрата вязкости позволяет ему беспрепятственно вытекать через мельчайшие отверстия и даже взбираться по стенкам контейнера, как бы «не чувствуя» действия силы тяжести. Отсутствие вязкости сопровождается также увеличением теплопроводности. Капица назвал открытое им новое явление сверхтекучестью.

В любой ситуации Капица смело отстаивал свои взгляды. Когда в 1938 году по обвинению в шпионаже в пользу нацистской Германии был арестован сотрудник Института физических проблем Лев Ландау, Капица добился его освобождения. Для этого ему пришлось отправиться в Кремль и пригрозить в случае отказа подать в отставку с поста директора института.

О деятельности Капицы во время Второй мировой войны известно мало. В октябре 1941 года он выступил с предупреждением о возможности создания атомной бомбы. Впоследствии Капица отрицал свое участие в работах по созданию как атомной, так и водородной бомб. Имеются вполне убедительные данные, подтверждающие его заявления.

В 1945 году Капица был смещен со своей должности директора Института физических проблем. Американцы в этом году сбросили атомную бомбу на Хиросиму, а Советский Союз с большей мощью развернул работы по созданию ядерного оружия.

Капица в течение восьми лет находился под домашним арестом. Он был лишен возможности общаться со своими коллегами из других научно-исследовательских институтов. У себя на даче он оборудовал небольшую лабораторию и продолжал заниматься исследованиями. Через два года после смерти Сталина, в 1955 году, он был восстановлен на посту директора Института физических проблем и пребывал в этой должности до конца жизни.

Послевоенные научные работы Капицы охватывают самые различные области физики, включая гидродинамику тонких слоев жидкости и природу шаровой молнии, но основные его интересы сосредоточиваются на микроволновых генераторах и изучении различных свойств плазмы. Под плазмой принято понимать газы, нагретые до столь высокой температуры, что их атомы теряют электроны и превращаются в заряженные ионы.

Петр Леонидович Капица был удостоен Нобелевской премии по физике в 1978 году «за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур». Свою награду он разделил с Арно А. Пензиасом и Робертом В. Вильсоном. Представляя лауреатов, Ламек Хультен из Шведской королевской академии наук заметил: «Капица предстает перед нами как один из величайших экспериментаторов нашего времени, неоспоримый пионер, лидер и мастер в своей области».

В молодости Капица, находясь в Кембридже, водил мотоцикл, курил трубку и носил костюмы из твида. Свои английские привычки он сохранил на всю жизнь. В Москве, рядом с Институтом физических проблем, для него был построен коттедж в английском стиле. Одежду и табак он выписывал из Англии. На досуге Капица любил играть в шахматы и ремонтировать старинные часы.

Петр Капица скончался 8 апреля 1984 года, в Москве.

Капица был удостоен многих наград и почетных званий как у себя на родине, так и во многих странах мира. Он был почетным доктором одиннадцати университетов на четырех континентах, состоял членом многих научных обществ, академии Соединенных Штатов Америки, Советского Союза и большинства европейских стран, был обладателем многочисленных наград и премий за свою научную и политическую деятельность, в том числе семи орденов Ленина.

Беднорц Георг

(род. 16 мая 1950 г.)

Немецкий физик

Йоханнес Георг Беднорц родился в Нойенкирхене (земля Северный Рейн-Вестфалия, Германия). Йоханнес был четвертым ребенком в семье Антона и Элизабет Беднорцов. Родители Беднорца, происходящие из Силезии, потеряли из виду друг друга во время Второй мировой войны и воссоединились только в 1949 году.

В детстве отец, учитель начальной школы, и мать, учительница игры на фортепиано, пытались заинтересовать Йоханнеса классической музыкой. Но ему больше нравилось помогать своим братьям в ремонте их мотоциклов и автомобилей, чем разучивать упражнения на фортепиано. Но благодаря школьному учителю, который прививал своим ученикам любовь к искусству, в 13 лет Йоханнес неожиданно для всех обнаружил интерес к классической музыке и начал играть на скрипке, а позже и на трубе в школьном оркестре.

Его интерес в естественных науках был пробужден прежде всего химией, а не физикой. Это было вызвано тем, что на занятиях по химии можно было проводить эксперименты самостоятельно, а в обучении физике делали упор на теорию.

В 1968 году начал изучать минералогию в Вестфальском университете имени Вильгельма в городе Мюнстер. Беднорц в своей автобиографии отмечает, что вынужден был сменить факультет из-за атмосферы, которая царила на факультете химии. И выбрал кристаллографию (раздел минералогии) потому, что она находится между химией и физикой.

Беднорц принимает решение поехать в Швейцарию и это определило направление дальнейшей его жизни. Он стал членом физического факультета под управлением Алекса Мюллера, к которому он относился с великим почтением. В лаборатории Беднорц работал под руководством Ханса Йорга Шееля, обучавшего Йоханнеса основам химии твердого тела. Позже он получил большую свободу и мог проводить опыты самостоятельно.

Во второй раз Беднорц посетил лабораторию в 1973 году. А в 1974-ом приехал на 6 месяцев, чтобы сделать экспериментальную часть дипломной работы над кристаллическим ростом SrTiO3, снова под руководством Ханса Йорга Шееля. Рост перовскитов был областью, которая интересовала Алекса Мюллера, и он поощрял Беднорца продолжать исследование в этой области.

В 1977 году Беднорц присоединился к Лаборатории физики твердого тела в швейцарском федеральном Институте Технологии (ETH) в Цюрихе и начал докторскую диссертацию под наблюдением профессора Хайни Грэнихера и Алекса Мюллера. Во время этого периода он начал более близко работать с Мюллером и они вместе сформировали новую концепцию физики твердого тела.

В 1974 году Беднорц встретил Матильду Веннемер, которая училась в то же время в университете Мюнстера. В 1978-ом она последовала за Беднорцом в Цюрих, а также начала работать в ETH, что способствовало их близким отношениям.

В 1982 году Беднорц окончил работу над ростом кристаллов типа перовскитов и исследования их структурных, диэлектрических и ферроэлектрических свойств и присоединился к IBM.

Тесное сотрудничество с Алексом Мюллером началось в 1983 году с поиска высокотемпературной сверхпроводимости. Совместный труд был тернист, пришлось много трудиться, но в итоге труд оказался успешным.

Наконец в 1986 году им удалось обнаружить сверхпроводимость в барий-лантан-медном оксиде при температуре 35 К (-238 °C) – на 12 К больше, чем температура сверхпроводимости, достигнутая когда-либо ранее. А в 1987 году Беднорцу и Мюллеру была присуждена Нобелевская премия «за важный прорыв в физике, выразившийся в открытии сверхпроводимости в керамических материалах».

Также Беднорц является обладателем премий имени Марселя Бенуа, имени Дэнни Хейнемана, имени Роберта Уичарда Пола, премии «Еврофизика» от Хьюлетт-Паккард, APS Международная премия за исследование материалов, а также премий имени Минни Розен, Виктора Мортиза Голдшмидта и Отто Клунга.

Это интересно

* * *

За всю историю Нобелевской премии по физике её лауреатами стали только две женщины – Мария Кюри в 1903 году, ставшая также первой женщиной-лауреатом Нобелевской премии вообще, и Мария Гёпперт-Майер в 1963 году.

* * *

Единственным человеком, получившим Нобелевскую премию по физике два раза, был Джон Бардин – в 1956 и 1972 годах.

* * *

Самым старым на момент присуждения лауреатом стал Раймонд Дэвис, удостоенный премии в 2002 году в возрасте 88 лет.

* * *

Самым молодым на момент присуждения лауреатом Нобелевской премии по физике и Нобелевской премии вообще стал Уильям Лоренс Брэгг, получивший её в 1915 году вместе со своим отцом Уильямом Генри Брэггом в возрасте всего 25 лет.