Фізик Петро Леонідович Капиця народився у Кронштадті, військово-морській фортеці, розташованій на острові у Фінській затоці неподалік від Санкт-Петербурга, де служив його батько Леонід Петрович Капиця, генерал-лейтенант інженерного корпусу. Його мати  Ольга Ієронимівна Капиця (Стебницька) була відомим  педагогом і збирачем фольклору. Рід Капиць, мабуть, походить із Бессарабії. Прізвище, у перекладі з румунської означає «копиця». Зустрічається повсюдно в Молдавії та Румунії.

Після закінчення гімназії в Кронштадті Петро Капиця вступив на факультет інженерів-електриків Петербурзького політехнічного інституту, який закінчив у 1918 р.

Наступні три роки він викладав у тому ж інституті. Під керівництвом Абрама Федоровича Іоффе, який уперше в Росії приступив до досліджень в галузі атомної фізики, П.Л. Капиця разом зі своїм однокурсником М. М. Семеновим розробив метод вимірювання магнітного моменту атома в неоднорідному магнітному полі. Цей метод у 1921 р. був удосконалений Отто Штерном.

Студентські роки і початок викладацької роботи П.Л. Капиці прийшлися на Жовтневу революцію і громадянську війну. Це був час бідувань, голоду та епідемій. Під час однієї з таких епідемій загинула молода дружина Петра Леонідовича – Надія Черносвітова, з якою вони одружилися в 1916 р., і двоє їхніх маленьких дітей (померли від печально знаменитої епідемії «іспанки» в 1920 р.).

У 1921 р. Петро Леонідовича було включено, за рекомендацією його вчителя, академіка Абрама Федоровича Іоффе і на прохання Максима Горького, до складу комісії  Російської академії наук. Цю комісію направляли до Німеччини та Англії для відновлення наукових зв’язків, зруйнованих війною та революцією, та  придбання приладів і наукової літератури.

22 травня 1921 року він прибув до Англії як член комісії, а 12 липня разом із А. Ф. Іоффе відвідав у Кембриджі  знаменитого вченого Ернеста Резерфорда і попросив прийняти його на стажування до  Кавендишської лабораторії Кембриджського університету. Незважаючи на те, що Резерфорд вважав лабораторію переповненою (30 лаборантів), він прийняв П.Л. Капицю своїм співробітником. Молодий П.Л Капиця, завдяки  таланту та вмінню працювати, швидко завоював повагу Резерфорда і став його другом.

Перші дослідження, проведені П.Л. Капицею в Кембриджі, були присвячені відхиленню випромінюваних радіоактивними ядрами альфа- та бета-частинок у магнітному полі. Експерименти наштовхнули його на створення потужних електромагнітів. Розряджаючи електричну батарею через невелику котушку з мідного дроту (при цьому відбувалося коротке замикання), Капиці вдалося отримати магнітні поля, які в 6-7 разів перевищували всі попередні. Розряд не призводив до перегріву або механічної руйнації приладу, оскільки тривалість його складала всього лише близько 0,01 секунди.

Створення унікального обладнання для вимірювання температурних ефектів, пов’язаних із впливом сильних магнітних полів на властивості  речовини, наприклад на магнітний опір, привело П.Л. Капицю до вивчення проблем фізики низьких температур. Щоб досягнути таких температур, необхідно було мати велику кількість зріджених газів. Розробляючи  принципово нові холодильні машини і установки, П.Л.Капиця використав  увесь свій неабиякий талант фізика та інженера.

Вершиною його творчості в цій галузі стало створення в 1934 р. надзвичайно продуктивної установки для зрідження гелію, який кипить (переходить із рідкого стану в газоподібний) або зріджується (переходить із газоподібного стану в рідкий) при температурі близько 4,3К. Зрідження  цього газу вважалося найбільш складним завданням.

Уперше рідкий гелій було отримано в 1908 р. голландським фізиком Хайке Каммерлинг-Оннесом. Але установка Капиці була здатна виробляти 2 л рідкого гелію за годину, тоді як за методом Каммерлинг-Оннеса для  отримання невеликої його кількості з домішками треба було декілька днів. В установці Капиці гелій зазнає швидкого розширення і охолоджується раніше, ніж тепло оточуючого середовища встигає зігріти його; потім розширений гелій поступає в машину для подальшої обробки. Капиці вдалося подолати й проблему замерзання мастила у рухомих частинах при низьких температурах, використовуючи для цієї мети сам рідкий гелій.

У Кембриджі науковий авторитет П.Л. Капиці швидко зростав. Він успішно просувався по щаблях академічної ієрархії. У 1923 р. Петро Леонідович став доктором наук і отримав престижну стипендію Джеймса Клерка Максвелла. У 1924 р. його було призначено заступником директора Кавендишської лабораторії із магнітних досліджень, а в 1925 р. він став членом Триніті-коледжу.

У 1928 р. Академія наук СРСР присвоїла П.Л. Капиці науковий ступінь доктора фізико-математичних наук і в 1929 р. обрала його своїм членом-кореспондентом. У наступному році П.Л. Капиця стає професором-дослідником Лондонського королівського товариства.

За наполяганням Резерфорда, Королівське товариство будує спеціально для П.Л. Капиці нову лабораторію для досліджень у галузі надвисоких електромагнітних полів. Її назвали Мондівською лабораторією. Варто відзначити, що до цього в Англії існувала лише одна Кавендишська лабораторія, яку очолював сам Резерфорд.

Такої честі не був удостоєний жоден інший з учнів Резерфорда! Можна лише уявити собі, які здібності необхідно мати і якою непересічною особистістю бути, щоб завоювати прихильність консервативно налаштованого до всього англійського суспільства.

Відкриття Мондівської лабораторії відбулося в 1934 р. Її першим директором став Петро Леонідович. Але йому судилося там пропрацювати лише один рік.

За час свого тринадцятирічного перебування в Англії П.Л. Капиця декілька разів приїздив до Радянського Союзу разом зі своєю другою дружиною Анною Олексіївною Криловою. Тут він читав лекції, провідував матір і проводив канікули на батьківщині.

Наприкінці літа 1934 р. П.Л. Капиця разом із дружиною в черговий раз  приїхали до Радянського Союзу для участі у Менделєєвському з’їзді . Однак на цей раз до Англії вченому повернутися не дозволили.

У 1935 р. П.Л. Капиці запропонували посаду директора тільки-но створеного  Інституту фізичних проблем Академії наук СРСР. Сенат Кембриджського університету, на прохання Резерфорда, дав згоду на продаж СРСР – для інституту Капиці – наукового обладнання Мондівської лабораторії, яке було відправлено морським шляхом до СРСР.

П.Л. Капиця відновив свої дослідження з фізики низьких температур, у тому числі і властивостей рідкого гелію. Він проектував установки для зрідження інших газів. У 1938 р. Капиця удосконалив невелику турбіну,  що дуже ефективно зріджувала повітря. Йому вдалося виявити незвичайне  зменшення в’язкості рідкого гелію при охолодженні до температури нижче 2,17К, при якій він переходить у форму, яку називають гелій-2. Утрата в’язкості дозволяє йому безперешкодно витікати через найдрібніші отвори і навіть підійматися по стінках контейнера, ніби «не відчуваючи» дії сили тяжіння. Відсутність в’язкості супроводжується також збільшенням  теплопровідності. Капиця назвав відкрите ним нове явище  надтекучістю.

За результатами досліджень П.Л. Капиця опублікував у 1938 р. знамениту статтю, яка разом із двома іншими працями, надрукованими в 1942 р., належить до числа найбільш великих досягнень у фізиці низьких температур.

П.Л. Капиця мав надзвичайно високий авторитет, сміливо відстоював свої погляди. У жовтні 1941 р. він привернув увагу суспільства, коли виступив із попередженням про можливість створення атомної бомби. Можливо, він був першим із фізиків, хто зробив подібну заяву.

Післявоєнні наукові праці П.Л. Капиці охоплюють різноманітні галузі  фізики, у тому числі гідродинаміку тонких шарів рідини і природу кульової блискавки, але основні його інтереси зосереджуються на мікрохвильових  генераторах і вивченні різних властивостей плазми. Під плазмою прийнято розуміти гази, нагріті до такої високої температури, що їх атоми втрачають  електрони і перетворюються на заряджені іони.

На відміну від нейтральних атомів і молекул звичайного газу на іони діють  великі електричні сили, створювані іншими іонами, а також електричні та  магнітні  поля, створювані будь-яким зовнішнім джерелом. Саме тому  плазму іноді вважають особливою формою матерії. Плазма використовується  у термоядерних реакторах, що працюють при дуже високих температурах.

У 50-і роки минулого століття, працюючи над створенням мікрохвильового  генератора, П.Л. Капиця виявив, що мікрохвилі великої інтенсивності породжують у гелії виразно спостережуваний розряд, що світиться. Вимірюючи температуру в центрі гелієвого розряду, він установив, що на відстані в декілька міліметрів від межі розряду температура змінюється  приблизно на 2 000 000К.

Це відкриття лягло в основу проекту термоядерного реактора з неперервним підігрівом плазми. Такий реактор простіший і дешевший, ніж термоядерні реактори з імпульсним режимом підігріву, що використовуються  в інших експериментах з термоядерного синтезу.

Окрім досягнень у експериментальній фізиці, П.Л. Капиця проявив себе як блискучий організатор і просвітитель. Під його керівництвом Інститут фізичних проблем став одним із найбільш продуктивних і престижних інститутів Академії наук СРСР, який привертав увагу багатьох провідних  фізиків країни.

П.Л. Капиця брав участь у створенні науково-дослідного центру неподалік від Новосибірська – Академмістечка, та вищого навчального закладу нового типу – Московського фізико-технічного інституту. Побудовані П.Л. Капицею установки для зрідження газів знайшли широке застосування в промисловості. Використання кисню, здобутого з рідкого повітря, для кисневого дуття призвело до справжнього перевороту в радянській  сталеливарній промисловості.

1965 р. вперше після більш ніж тридцятирічної перерви П.Л. Капиця отримав дозвіл на виїзд із Радянського Союзу в Данію для отримання Міжнародної золотої медалі Нільса Бора, яка присуджується Данським товариством інженерів-будівельників, електриків і механіків. Там він відвідав  наукові лабораторії і виступив із лекцією з фізики високих енергій.

1966 р. він знову побував в Англії, у своїх старих лабораторіях, поділився спогадами про Резерфорда в промові, з якою виступив перед членами Лондонського королівського товариства.

Петро Леонідович був удостоєний Нобелівської премії з фізики за 1978 р. «за фундаментальні винаходи і відкриття в галузі фізики низьких температур». Свою нагороду він розділив з Арно А. Пензиасом і Робертом В. Вільсоном. Представляючи лауреатів, Ламек Хультен із Швецької  королівської академії наук зазначив: «П.Л. Капиця постає перед нами як один із величних експериментаторів нашого часу, незаперечний піонер, лідер і майстер у своїй галузі».

У 1927 р. під час свого перебування в Англії П.Л. Капиця одружився  вдруге. Його дружиною стала Анна Олексіївна Крилова, дочка знаменитого кораблебудівника, механіка і математика, академіка Олексія Миколайовича Крилова, який за дорученням Радянського уряду був відряджений до Англії для нагляду за побудовою суден за замовленням СРСР.

У подружжя Капиць народилося двоє синів (старший Сергій і молодший Андрій). Обидва вони згодом стали відомими вченими. У молодості П.Л. Капиця, знаходячись у Кембриджі, водив мотоцикл, курив люльку і носив костюми з твіду. Свої англійські звички він зберіг на все життя.

У Москві, поруч з Інститутом фізичних проблем, для нього був збудований  котедж в англійському стилі. Одяг і тютюн він виписував з Англії. На дозвіллі П.Л.Капиця полюбляв грати в шахи та ремонтувати старовинні годинники.

Помер П.Л. Капиця 8 квітня 1984 р. в Москві, не доживши трьох місяців до свого дев’яностоліття. Похований на Новодівичому цвинтарі у Москві.

П.Л. Капиця був удостоєний багатьох нагород і почесних звань як у себе на батьківщині, так і в багатьох країнах світу. Він був почесним доктором одинадцяти університетів на чотирьох континентах, був членом багатьох  наукових товариств, Академії наук СРСР, Сполучених Штатів Америки і більшості європейських країн, був володарем численних нагород і премій.

Серед його нагород: Сталінська премія (1941, 1943), Велика золота медаль імені М.В. Ломоносова (1959), Нобелівська премія (1978).

За свою наукову П.Л. Капиця нагороджений сімома орденами Леніна, двічі удостоєний звання Героя Соціалістичної  Праці (1945, 1974).

Література
1. Капица П.Л. Эксперимент, теория, практика. – М., 1981.
2. Лауреаты Нобелевской премии. Энциклопедия. – М., 1992.
3. Капица. Тамм. Семёнов. В очерках и письмах. – М., 1998.

Підготував М.В. Шмигевський