Über Atomenergie in Bezug auf Atombomben zu sprechen ist wie über Elektrizität in Bezug auf den elektrischen Stuhl zu sprechen.
Pyotr Leonidovich Kapitsa oder Peter Kapitza war ein führender sowjetischer Physiker und Nobelpreisträger, der vor allem für seine Arbeiten in der Tieftemperaturphysik bekannt ist.
Biographie
Kapitsa wurde in Kronstadt, Russisches Reich, geboren. Seine Eltern waren Leonid Petrovich Kapitsa, auch bekannt als rumänisch Leonid Petrovici Capiţa, ein Militäringenieur, der Befestigungen konstruierte, und Olga Ieronimovna Kapitsa aus einer noblen polnischen Familie Stebnicki. Neben Russisch sprach die Familie Kapitsa auch Rumänisch.
Kapitsa's Studium wurde durch den Ersten Weltkrieg unterbrochen, in dem er zwei Jahre lang als Ambulanzfahrer an der Polnischen Front diente. Er graduierte 1918 vom Petrograder Polytechnischen Institut. Seine Frau und zwei Kinder starben in der Grippeepidemie von 1918–19. Anschließend studierte er in Großbritannien und arbeitete über zehn Jahre lang mit Ernest Rutherford im Cavendish Laboratory der Universität Cambridge, wo er auch den einflussreichen Kapitza-Club gründete. Er war von 1930–34 der erste Direktor des Mond Laboratory in Cambridge.
In den 1920er Jahren entwickelte er Techniken zur Erzeugung ultrastarker Magnetfelder, indem er für kurze Zeit hohe Ströme in speziell konstruierte Luftkernelektromagnete einleitete. 1928 entdeckte er die lineare Abhängigkeit der Resistivität von der Magnetfeldstärke in verschiedenen Metallen bei sehr starken Magnetfeldern.
1934 kehrte Kapitsa nach Russland zurück, um seine Eltern zu besuchen, aber die Sowjetunion hinderte ihn daran, nach Großbritannien zurückzureisen.
Da seine Ausrüstung für die Hochmagnetfeld-Forschung in Cambridge verblieb, obwohl Ernest Rutherford später mit der britischen Regierung die Möglichkeit des Versands in die UdSSR verhandelte, änderte er die Richtung seiner Forschung auf das Studium von Tieftemperaturphänomenen ab, beginning mit einer kritischen Analyse der bestehenden Methoden zur Erreichung niedriger Temperaturen. 1934 entwickelte er neue und originelle Apparate basierend auf dem adiabatischen Prinzip zur Herstellung bedeutender Mengen flüssigen Heliums.
Kapitsa gründete das Institut für Physikalische Probleme, teilweise mit Ausrüstung, die die Sowjetregierung mit Unterstützung von Rutherford vom Mond Laboratory in Cambridge kaufte, sobald klar war, dass Kapitsa nicht zurückkehren durfte.
In Russland begann Kapitsa eine Serie von Experimenten zum Studium flüssigen Heliums, was 1937 zur Entdeckung seiner Superfluidität führte – nicht zu verwechseln mit Supraleitfähigkeit. Er berichtete über die Eigenschaften dieses neuen Aggregatzustands in einer Serie von Arbeiten, wofür ihm später der Nobelpreis für Physik „für grundlegende Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik" verliehen wurde.
1939 entwickelte er eine neue Methode zur Verflüssigung von Luft mit einem Niederdruckzyklus unter Verwendung einer speziellen hocheffizienten Expansionsturbine. Folglich wurde ihm während des Zweiten Weltkriegs die Leitung der Abteilung für Sauerstoffindustrie beim Rat der Minister der UdSSR übertragen, wo er seine Niederdruckexpansionstechniken für industrielle Zwecke entwickelte. Er erfand Hochleistungs-Mikrowellengeneratoren (1950–1955) und entdeckte eine neue Art kontinuierlicher Hochdruck-Plasmaentladung mit Elektronentemperaturen über 1.000.000 K.
Im November 1945 geriet Kapitsa mit Lavrentiy Beria aneinander, dem Leiter des NKVD und Verantwortlichen für das sowjetische Atombombenprojekt. Er schrieb an Joseph Stalin über Berias Unwissenheit in Physik und dessen Arroganz. Stalin unterstützte Kapitsa und sagte Beria, er müsse mit den Wissenschaftlern kooperieren. Kapitsa weigerte sich, Beria zu treffen: „Wenn du mit mir sprechen willst, dann komm ins Institut." Stalin bot an, sich mit Kapitsa zu treffen, aber dies geschah nie.
Unmittelbar nach dem Krieg lobbierte eine Gruppe prominenter sowjetischer Wissenschaftler, besonders Kapitsa, die Regierung, um eine neue technische Universität zu gründen, das Moskauer Institut für Physik und Technologie. Kapitsa lehrte dort viele Jahre lang. Ab 1957 war er auch Mitglied des Präsidiums der Sowjetischen Akademie der Wissenschaften und war bei seinem Tod 1984 das einzige Präsidiumsmitglied, das nicht auch Mitglied der Kommunistischen Partei war.
1966 durfte Kapitsa Cambridge besuchen, um die Rutherford-Medaille und den Rutherford-Preis zu empfangen. Beim Dinner in seinem ehemaligen College, Trinity, stellte er fest, dass er die erforderliche Robe nicht hatte. Er fragte, ob er sich eine borgen könne, aber ein Universitätsbediensteter fragte ihn, wann er zuletzt bei Tisch gedient habe. „Vor zweiunddreißig Jahren," antwortete Kapitza. Kurze Zeit später kam der Bedienstete zurück, nicht mit einer Robe, sondern mit Kapitsa's eigener.
1978 gewann Kapitsa den Nobelpreis für Physik „für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik" und wurde auch für seine langjährige Rolle als Anführer in der Entwicklung dieses Bereichs gewürdigt. Er teilte sich den Preis mit Arno Allan Penzias und Robert Woodrow Wilson, die für die Entdeckung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung ausgezeichnet wurden.
Der Kapitsa-Widerstand ist der Wärmewiderstand, der eine Temperaturdiskontinuität an der Grenzfläche zwischen flüssigem Helium und einem Feststoff verursacht. Der Kapitsa-Dirac-Effekt ist ein quantenmechanischer Effekt, der aus der Diffraktion von Elektronen durch eine stehende Lichtwelle besteht. In der Fluiddynamik ist die Kapitsa-Zahl eine dimensionslose Zahl, die die Strömung dünner Flüssigkeitsschichten eine Neigung hinab charakterisiert.
Persönliches Leben
Kapitsa heiratete 1927 Anna Alekseevna Krylova (1903–1996), die Tochter des angewandten Mathematikers A.N. Krylov. Sie hatten zwei Söhne, Sergey und Andrey. Sergey Kapitsa (1928–2012) war ein Physiker und Demograph. Er war auch Moderator der populären und langjährigen russischen wissenschaftlichen Fernsehsendung Evident, but Incredible. Andrey Kapitsa (1931–2011) war ein Geograph. Ihm wird die Entdeckung und Benennung des Lake Vostok gutgeschrieben, des größten subglazialen Sees in der Antarktis, der 4.000 Meter unter dem Eispanzer des Kontinents liegt.
Ehren und Auszeichnungen
Ein Kleinplanet, 3437 Kapitsa, der 1982 von der sowjetischen Astronomin Lyudmila Georgievna Karachkina entdeckt wurde, ist nach ihm benannt. Er wurde 1929 zum Fellow der Royal Society (FRS) gewählt. 1958 wurde er zum Mitglied der Deutschen Akademie der Wissenschaften Leopoldina gewählt.
