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위대한 과학자들의 전기
카피차 페트르 레오니도비치. 과학자의 전기
표트르 레오니도비치 카피차(Pyotr Leonidovich Kapitsa)는 26년 9월 1894일(XNUMX월 XNUMX일) 크론슈타트에서 크론슈타트 요새를 건설한 군사 엔지니어인 레오니드 페트로비치 카피차(Leonid Petrovich Kapitsa) 장군의 가족으로 태어났습니다. 그는 교육을 받고 지적인 사람이었고 러시아 군대의 발전에 중요한 역할을 한 재능 있는 엔지니어였습니다. 어머니 Olga Ieronimovna, nee Stebnitskaya는 교육받은 여성이었습니다. 그녀는 문학, 교육학 및 사회 활동에 종사하여 러시아 문화의 역사에 흔적을 남겼습니다. Peter는 먼저 체육관에서 XNUMX년 동안 공부한 다음 Kronstadt 실제 학교에서 공부하여 우등으로 졸업했습니다. 그는 물리학과 전기공학에 대한 그의 능력과 열정 덕분에 학교 물리실에 제한 없이 입학했다. 여기에서 그는 화학 및 물리적 실험을 설정하고 장비를 수리했습니다. 그는 특히 시계를 분해하고 재조립하는 것을 즐겼습니다. 시계에 대한 그의 관심은 영원했습니다. 이미 존경할만한 나이에 오랜 친구의 시계를 수리 한 경우가 있습니다. 1912년 Kapitsa는 St. Petersburg Polytechnic Institute에 입학했습니다. 1914년 XNUMX월, 제XNUMX차 세계 대전이 발발했습니다. XNUMX학년 학생 Peter Kapitsa는 많은 학생들과 마찬가지로 군대에 동원되었습니다. 얼마 동안 그는 위생 분리의 운전사로 폴란드 전선에서 복무했습니다. 그는 방수포로 덮인 트럭으로 부상자를 수송했습니다. 1916년 제대 후 카피차는 연구소로 돌아왔다. Ioff는 그가 이끄는 물리학 연구소의 실험 작업에 그를 참여시켰을 뿐만 아니라 러시아 최초의 물리학 세미나 중 하나인 그의 세미나에 참여했습니다. 같은 해 Kapitsa의 첫 번째 기사는 Journal of the Russia Physical and Chemical Society에 게재되었습니다. 1918년, 엄청나게 어려운 상황에서 Ioff는 러시아 최초의 과학 연구 물리학 연구소 중 하나를 Petrograd에 설립했습니다. Kapitsa는 소련 실험, 이론 및 기술 물리학의 발전에 매우 중요한 역할을 한 이 연구소의 첫 직원 중 한 명이었습니다. 같은 해에 Polytechnic Institute를 졸업한 후 Peter는 물리학 및 역학 학부의 교사로 남아 있었습니다. 혁명 이후의 어려운 상황에서 Ioff는 온 힘을 다해 세미나와 그의 학생들, Kapitsa를 포함한 젊은 물리학자들을 구하기 위해 노력했습니다. 세미나의 거의 모든 참가자는 실험자였으며 매우 어려운 상황에 있었습니다. 필요한 재료, 도구, 장치, 심지어 간단한 와이어조차 없기 때문에 실험 장치를 조립하는 것이 가장 어렵고 관료적인 형식으로 밝혀졌습니다. . 그럼에도 불구하고 실험은 설정되었고 매우 복잡했습니다. 1920년 Kapitsa와 N. N. Semenov는 원자 빔과 불균일 자기장의 상호 작용을 사용하여 원자의 자기 모멘트를 결정하는 방법을 개발했습니다. Ioff는 Kapitsa가 해외로 진출해야 한다고 주장했지만 혁명 정부는 당시 가장 영향력 있는 러시아 작가인 Maxim Gorky가 개입할 때까지 이를 허가하지 않았습니다. 마침내 Kapitsa는 영국으로 떠날 수 있었습니다. 그는 우울한 상태로 떠났습니다. 그 직전에 Peter는 큰 슬픔을 겪었습니다. 전염병 중에 그의 젊은 아내 Nadezhda Chernosvitova가 사망하고 (그들은 1916년에 결혼했습니다) 두 어린 자녀가 있었습니다. 1921년 XNUMX월, 카피차는 영국에 도착했습니다. Kapitsa는 Rutherford의 연구실에 도착했습니다. 나중에 Peter Leonidovich는 Rutherford에 대해 "나는 그와 나에 대한 그의 친절한 태도에 많은 빚을 지고 있습니다."라고 말할 것입니다. 강의 참석과 동시에 Kapitsa는 물리학 실습을 통과해야 했으며, 이는 Cavendish 연구소에서 일을 시작하는 모든 사람들에게 의무 사항입니다. 제임스 채드윅이 이끄는 실습은 XNUMX년 동안 설계되었지만 Kapitsa는 놀랍게도 XNUMX주 만에 모든 테스트를 통과했고 Rutherford 자신을 비롯한 실험실 직원들 사이에서 즉시 유명해졌습니다. 이 명성은 또한 Kapitsa가 케임브리지에 도착한 직후에 조직한 "Kapitsa club" 세미나에 의해 촉진되었습니다. 이 세미나에서 학생과 젊은 교사는 흥미로운 과학적 문제를 알게 되었고, 자신의 연구 결과에 대해 토론하고, 때로는 토론을 했습니다. 물리학과는 거리가 먼 문제를 포함하여 다양한 문제에 대해. Rutherford를 대신하여 Kapitsa는 알파 입자를 연구하기 시작했습니다. 이것들은 Rutherford가 "좋아하는" 입자였으며 거의 모든 그의 학생들이 연구에 참여했습니다. Kapitsa는 알파 입자의 운동량을 결정해야 했습니다. 알파 입자의 운동량을 측정하는 실험을 성공적으로 수행하기 위해 Kapitsa는 강한 자기장이 필요했습니다. 초강력 자기장의 생성에 대한 작업은 점차 독립적인 성격을 띠기 시작했고 나중에 Kapitsa는 알파 입자의 운동량 측정에서 고체 상태 물리학에 대한 다른 작업으로 멀어졌습니다. 따라서 그는 핵 물리학에서 멀어졌습니다. 그러나 1922년 케임브리지 대학에서 그가 옹호한 박사 학위 논문의 주제는 "물질을 통한 알파 입자의 통과 및 자기장 생성 방법"이었습니다. 카피차의 과학적 권위는 빠르게 성장했습니다. 그는 학문적 계층의 단계를 성공적으로 옮겼습니다. 1923년에 그는 과학 박사가 되었고 권위 있는 Maxwell Fellowship을 받았습니다. 1924년에는 자기 연구를 위한 캐번디시 연구소의 부국장으로 임명되었고 1925년에는 트리니티 칼리지의 펠로우가 되었습니다. 1928년 소련 과학 아카데미는 카피차에게 물리 및 수리 과학 박사 학위를 수여했고 1929년 그를 상응하는 회원으로 선출했습니다. 다음 해, 카피차는 런던 왕립 학회의 연구 교수가 되었습니다. Rutherford의 주장에 따라 Royal Society는 Kapitsa를 위해 특별히 새로운 연구소를 건설하고 있습니다. Kapitsa가 알파 입자의 자기 모멘트를 결정하기 위한 계획을 실행하기 시작했을 때 실험자들은 코일과 철심으로 구성된 전자석을 사용하여 강한 자기장을 생성했습니다. 긴장은 50 에르스테드였습니다. 철의 자기포화 현상 때문에 이 수치를 넘어서는 것은 불가능했다. 포화 한계에 도달한 후 전자석을 통과하는 전류의 세기를 아무리 증가시켜도 전계 세기는 증가하지 않았다. Kapitsa는 Rutherford 앞에서 실험 연구 방법에 기술 혁명을 일으켰습니다. 연구의 원리인 Kapitsa의 강력한 설치는 Rutherford와 그의 동료들뿐만 아니라 Cambridge를 방문한 다른 과학자들에게도 강한 인상을 남겼습니다. Kapitsa의 가벼운 손으로 복잡한 설치와 개선된 도구 및 장치가 Cavendish Laboratory에 점점 더 자주 등장하기 시작했습니다. 1934년 Kapitsa는 새로운 연구소의 초대 소장이 되었습니다. 그러나 그는 그곳에서 XNUMX년만 일할 운명이었다. 자기 저항과 같은 물질의 특성에 대한 강한 자기장의 영향과 관련된 온도 효과를 측정하기 위한 고유한 장비의 생성으로 Kapitsa는 저온 물리학의 문제를 연구하게 되었습니다. 이러한 온도를 달성하기 위해서는 다량의 액화 가스가 필요했습니다. 근본적으로 새로운 냉동 기계와 설비를 개발하면서 Kapitsa는 물리학자이자 엔지니어로서 그의 모든 놀라운 재능을 사용했습니다. 이 분야에서 그의 창의성의 정점은 1934년에 약 4,3도 켈빈의 온도에서 끓거나 액화되는 헬륨의 액화를 위한 비정상적으로 생산적인 설비를 만든 것입니다. 1925년 파리에서 학자 Alexei Nikolaevich Krylov는 그의 딸 Anna에게 Kapitsa를 소개했습니다. Anna는 당시 프랑스 수도에서 어머니와 함께 살았습니다. 1927년 Anna Alekseevna는 Kapitsa의 아내가 되었습니다. 결혼 후 카피차는 헌팅턴 로드에 있는 작은 땅을 사 계획에 따라 집을 지었습니다. 여기에서 그의 아들 Sergey와 Andrey가 태어났습니다. 둘 다 나중에 과학자가 되었습니다. 캠브리지에 있는 동안 Kapitsa는 오토바이 타기, 파이프 담배 피우기, 트위드 수트 입는 것을 즐겼습니다. 그는 평생 동안 영어 습관을 유지했습니다. 모스크바에서는 신체 문제 연구소 옆에 그를 위해 영국식 별장이 지어졌습니다. 그는 영국에서 옷과 담배를 주문했습니다. 카피차와 소련 정부 사이의 관계는 항상 다소 신비하고 이해할 수 없었습니다. 영국에서 XNUMX년 동안 Kapitsa는 강의를 하고 어머니를 방문하고 러시아 휴양지에서 휴가를 보내기 위해 두 번째 아내와 함께 소련으로 여러 번 돌아왔습니다. 소련 관리들은 계속해서 그에게 소련에 영구적으로 머물 것을 요청했습니다. Pyotr Leonidovich는 그러한 제안에 관심이 있었지만 특정 조건, 특히 서부 여행의 자유를 제시하여 문제 해결이 지연되었습니다. 1934년 여름이 끝날 무렵 카피차와 그의 아내는 다시 소련에 왔지만 부부가 영국으로 돌아갈 준비를 했을 때 그들의 출국 비자가 취소된 것으로 밝혀졌습니다. 모스크바에서 관리들과 격렬하지만 쓸모없는 접전 끝에 카피차는 고국에 머물 수밖에 없었고, 그의 아내는 자녀들을 위해 영국으로 돌아갈 수 있었습니다. 얼마 후 Anna Alekseevna는 모스크바에서 남편과 합류했고 아이들은 그녀를 따랐습니다. Rutherford와 Kapitsa의 다른 친구들은 소련 정부에 그가 영국에서 계속 일하기 위해 떠날 수 있도록 해 달라고 요청했지만 소용이 없었습니다. 1935년 카피차는 새로 신설된 소련 과학 아카데미의 물리 문제 연구소 소장이 되라는 제안을 받았지만, 그의 동의를 받기 전에 거의 XNUMX년 동안 제안된 직위를 거부했습니다. 뛰어난 동료를 잃은 러더퍼드는 소련 당국이 카피차의 실험실 장비를 사서 바다로 소련으로 보낼 수 있도록 허락했다. 물리적 문제 연구소에서의 협상, 장비 운송 및 설치에는 몇 년이 걸렸습니다. Kapitsa 가족은 연구소 영토의 여러 방이있는 맨션에 바로 정착했습니다. 홀에서 위층으로 올라가는 계단. XNUMX층의 넓은 거실에는 Khokhloma 장난감 컬렉션이 있는 유리 캐비닛이 있었습니다. 미래 과학자인 Sergey와 Andrey인 Kapitsa의 아이들은 당시 학생이었습니다. 캐번디시 연구소에서 모스크바로 배달된 설비에서 카피차는 초강력 자기장 분야에 대한 연구를 계속했습니다. 잠시 동안 모스크바에 도착한 그의 캠브리지 직원은 기계공 Pearson과 실험실 조교 Lauerman과 같은 실험에 참여했습니다. 이 작업은 몇 년이 걸렸습니다. Kapitsa는 그것들을 매우 중요하게 여겼습니다. 1943 년 소련 과학 아카데미 상임 회의에서 Pyotr Leonidovich는 물리학 연구의 세 가지 주요 영역이 있다고 말했습니다. 저온 분야, 핵 분야 , 그리고 마지막으로 고체 분야에서. Kapitsa는 "우리 연구소는 절대 영도에 가까운 저온에서 발생하는 현상에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 최근 몇 년 동안 이 분야는 물리학에서 가장 빠르게 발전한 분야 중 하나였으며 많은 새롭고 근본적인 발견이 그 안에서 기대된다.” . 1938년 Kapitsa는 공기를 매우 효율적으로 액화하는 소형 터빈을 개선했습니다. 그는 액체 헬륨이 2,17K 이하의 온도로 냉각되었을 때 액체 헬륨이 헬륨-2라고 불리는 형태로 변하는 경우 점도가 비정상적으로 감소하는 것을 감지할 수 있었습니다. 점도의 손실은 중력의 작용을 "느끼지 않는" 것처럼 가장 작은 구멍을 통해 자유롭게 흐르고 용기의 벽을 오를 수도 있습니다. 점도가 없으면 열전도율이 증가합니다. Kapitsa는 그가 발견한 새로운 현상을 초유체라고 불렀습니다. 캐번디시 연구소에서 Kapitsa의 전 동료인 J. F. Allen과 A. D. Mizener도 비슷한 연구를 수행했습니다. 영국 잡지 네이처(Nature)의 같은 호에 그 결과를 보고하는 세 편의 기사가 모두 게재되었습니다. Kapitsa의 1938년 논문과 1942년에 발표된 두 개의 다른 논문은 저온 물리학에 관한 그의 가장 중요한 논문 중 하나입니다. 비정상적으로 높은 권위를 지닌 표트르 레오니도비치는 1938년대 후반 스탈린이 숙청을 하는 동안에도 자신의 견해를 과감하게 옹호했다. 신체 문제 연구소의 직원인 레프 란다우가 XNUMX년 나치 독일을 위한 스파이 혐의로 체포되었을 때 카피차는 석방되었습니다. 이를 위해 그는 크렘린에 가서 거부하는 경우 연구소 소장직에서 사임하겠다고 위협해야했습니다. 정부 대표에게 보낸 보고서에서 카피차는 자신이 잘못이라고 생각한 결정을 공개적으로 비판했습니다. 전쟁 발발 후 신체 문제 연구소는 카잔으로 대피했습니다. 장소에 도착하자마자 그는 카잔 대학의 구내에 배치되었습니다. 어려운 시기에 Kapitsa는 업계에서 요구하는 액체 산소의 대규모 생산을 위해 세계에서 가장 강력한 터빈 공장을 만들었습니다. 1945년에는 소련에서 핵무기 개발 작업이 강화되었습니다. 카피차는 연구소 소장직에서 해임되어 1955년 동안 가택연금 상태에 있었다. 그는 다른 연구 기관의 동료들과 의사 소통할 기회를 박탈당했습니다. 그의 dacha에서 Pyotr Leonidovich는 작은 실험실을 갖추고 연구를 계속했습니다. 스탈린이 사망한 지 XNUMX년 후인 XNUMX년에 그는 신체 문제 연구소 소장으로 복직되어 생을 마감할 때까지 이 직책을 유지했습니다. Kapitsa의 전후 과학 연구는 얇은 액체 층의 유체 역학 및 공 번개의 특성을 포함하여 물리학의 다양한 영역을 다루지만 그의 주요 관심은 마이크로파 발생기와 플라즈마의 다양한 특성 연구에 중점을 두고 있습니다. XNUMX년대에 마이크로파 발생기 제작에 관해 작업하면서 과학자는 고강도 마이크로파가 헬륨에서 명확하게 관찰 가능한 발광 방전을 생성한다는 것을 발견했습니다. 그는 헬륨 방전 중심의 온도를 측정하여 방전 경계에서 몇 밀리미터 떨어진 곳에서 온도가 약 XNUMX만 켈빈 정도 변한다는 것을 발견했습니다. 이 발견은 연속 플라즈마 가열 방식의 핵융합로 설계의 기초를 형성했습니다. 실험 물리학의 업적 외에도 Kapitsa는 자신이 뛰어난 행정가이자 교육자임을 입증했습니다. 그의 지도 하에 물리적 문제 연구소는 소련 과학 아카데미의 가장 생산적이고 권위 있는 연구소 중 하나가 되었으며, 많은 국가의 주요 물리학자들을 끌어들였습니다. Kapitsa는 Novosibirsk - Akademgorodok 근처의 연구 센터와 새로운 유형의 고등 교육 기관인 Moscow Institute of Physics and Technology를 만드는 데 참여했습니다. Kapitsa가 건설한 가스 액화 플랜트는 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다. 산소 분사를 위해 액체 공기에서 추출한 산소의 사용은 소련 철강 산업에 혁명을 일으켰습니다. 1965년, 1969여 년 만에 처음으로 카피차는 닐스 보어 국제 금메달을 받기 위해 소련을 떠나 덴마크로 가는 허가를 받았습니다. 그곳에서 그는 과학 실험실을 방문하고 고에너지 물리학에 대한 강의를 했습니다. XNUMX년 과학자와 그의 아내는 처음으로 미국을 여행했습니다. Kapitsa는 의사 소통에서 그를 비정상적으로 흥미롭게 만드는 자질을 소유했습니다. 그의 학식과 문학과 예술에 대한 깊은 지식은 놀라웠습니다. 그는 일로 매우 바빴을 때 모든 일에 충분한 시간을 가졌습니다. Kapitsa 자신은 효율성이없는 재능은 일반적으로 큰 결과를 내지 못한다고 말했습니다. Pyotr Leonidovich는 활기찬 유머 감각으로 구별되었으며 다른 사람들과 그것을 높이 평가했습니다. 영국 회사가 알 수 없는 이유로 작동을 거부한 새 전기 모터의 문제를 해결하기 위해 Kapitsa에 어떻게 요청했는지에 대한 잘 알려진 일화가 있습니다. Kapitsa는 엔진을 주의 깊게 살펴보고 여러 번 껐다가 켠 다음 망치를 요청했습니다. 생각하면서 그는 망치로 엔진을 쳤고 - 보라! - 모터가 작동 중입니다. 회사는 이 상담을 위해 Kapitsa에 천 파운드를 미리 지불했습니다. 회사 대표는 문제가 몇 분 안에 해결되는 것을 보고 받은 금액을 서면으로 보고하도록 Kapitsa에 요청했습니다. Kapitsa는 망치로 엔진을 1파운드로 타격한 것으로 추정했으며 나머지 999파운드는 타격 위치를 정확히 알고 있었기 때문에 그에게 지급되었다고 썼습니다. 17년 1978월 XNUMX일, 스웨덴 과학 아카데미는 스톡홀름에서 Petr Leonidovich Kapitsa에게 저온 물리학 분야의 기초 연구로 노벨 물리학상을 수여한다는 전보를 보냈습니다. 절대 XNUMX도에 가까운 극도로 낮은 온도에서 원자핵 합성에 필요한 극도로 높은 온도에 이르기까지, 학자 Petr Leonidovich Kapitsa의 지칠 줄 모르는 장기 작업의 범위가 매우 넓습니다. 그는 8년 1984월 XNUMX일에 사망했습니다. 저자: Samin D.K.
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