Piotr Leonidovich Kapitza, 9 July 1894 8 April 1984


Download 1.07 Mb.
Pdf ko'rish
bet1/9
Sana30.11.2017
Hajmi1.07 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
Piotr <a href="/physics-kapitza-found-out-that-a-fraction-of-the-liquefied-gas.html">Leonidovich Kapitza</a>, 9 July 1894 - 8 April 1984

April 1984

Piotr Leonidovich Kapitza, 9 July 1894 - 8

D. Shoenberg, F. R. S.

1985

, 326-374, published 1 November



31

1985 


Biogr. Mems Fell. R. Soc. 

Email alerting service

here


right-hand corner of the article or click 

this article - sign up in the box at the top 

Receive free email alerts when new articles cite

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/subscriptions

, go to: 

Biogr. Mems Fell. R. Soc.

To subscribe to 

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 



P IO T R   L E O N ID O V IC H   K A P IT Z A

9  J u ly   1894 — 8  A p ril  1984

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


P I O T R   L E O N ID O V IC H   K A P IT Z A

9  J u ly   1894 —   8  A p r il  1984

E le c te d   F .R .S .  1929 

B

y

 

D . 


S

h o e n b e r g

F .R .S .



R

u s s i a

1 8 9 4 -1 9 2 1



P

e t e r

  K

a p i t z a

*  

w a s  a  le g e n d a ry   fig u re   b o th   in   R u t h e r f o r d ’s  C a m b rid g e  

o f th e   19 2 0 s a n d   19 30 s  a n d   s u b s e q u e n tly  in  M o s c o w  to  th e  e n d  o f h is  lo n g  

life  a n d   th e   le g e n d s   se rv e   to   illu s tr a te   h is  c o lo u rfu l  p e rs o n a lity .  I n   h is 

s c ie n tific   w o rk   h e   s h o w e d   g r e a t  v e rs a tility   a n d   b r o u g h t  th e   sk ills  o f  an 

e n g in e e r   a n d   m a th e m a tic ia n   to   b e a r   o n   im p o r ta n t  p r o b le m s   in   p h y s ic s  

a n d   te c h n o lo g y   in   a n   e n tir e ly   o rig in a l  w ay .  H e   also   h a d   b r o a d   c u ltu r a l 

a n d   so cial  in te r e s ts   a n d   h is  o rig in a l  id e a s  o n   sc ie n tific   e d u c a tio n   a n d  

o r g a n iz a tio n   h a v e   h a d   a  p r o f o u n d   in flu e n c e ,  p a rtic u la rly   o n   th e   d e v e lo p ­

m e n t  o f  S o v ie t  p h y s ic s .

H e   w a s  b o r n   in   K r o n s ta d t,  th e   is la n d   fo rtre s s   o n   th e   N e v a   n e a r   S t 

P e te rsb u rg ,'} '  in to   a  fa m ily   w ith   s tr o n g   in te lle c tu a l  tr a d itio n s .  H is   fa th e r, 

C o lo n e l  (la te r  G e n e ra l)  L e o n id  P e tro v ic h   K a p itz a  w as  a m ilita ry  e n g in e e r 

in v o lv e d   in   m o d e r n iz in g   th e   fo rtific a tio n s   o f  K r o n s ta d t.  T h e   K a p itz a s  

h a d   b e e n   la n d e d   g e n tr y   w ith   P o lis h   a n te c e d e n ts   a n d   th e   fa m ily   w as  w ell 

r e p r e s e n te d   in   th e   p ro fe s s io n s .  H is   m o th e r ,  O lg a   I e r o n im o v n a ,  to   w h o m  

h e   w as  v e ry   clo se  u n til  h e r   d e a th   in   1937,  w as  a  s p e c ia lis t  in   c h il d r e n ’s 

lite r a tu r e   a n d   fo lk lo re   a n d   an   im p o r ta n t  fig u re   in   th e   lite r a ry   w o rld   o f  S t 

P e te r s b u r g .  S h e   o rg a n iz e d   a  c lu b   fo r  y o u n g   w r ite r s ,  m a n y   o f  w h o m  

s u b s e q u e n tly   b e c a m e   fa m o u s .  H e r   fa th e r,  G e n e r a l  I e r o n im   Iv a n o v ic h  

S te b n its k i,  also p a rtly  o f P o lis h  o rig in  a n d  a m ilita ry  e n g in e e r s p e c ia liz in g  

in  c a r to g ra p h y ,  w as a g e o g ra p h e r  o f in te r n a tio n a l  r e p u te ,  a c o rr e s p o n d in g  

m e m b e r   o f th e   I m p e r ia l  A c a d e m y   o f  S c ien c e s  a n d   an   a r d e n t  tra v e lle r  all 

o v e r  th e   w o rld ;  it  is  p e r h a p s   fro m   h im   th a t   P e te r   K a p itz a   in h e r ite d   h is 

o w n   love  o f  tra v e l.  M u c h   o f  S te b n its k i’s  m ilita ry   se rv ic e   w as  in   th e  

C a u c a s u s ,  w h e re   h e   p e rs o n a lly   m a p p e d   o u t  th e   im p o r ta n t  m o u n ta in



*  In  England,  the  Russian  Piotr was  at first  rendered  as  Pierre  but he  was  usually known  as Peter.

T he transliteration of his surname is the one he used himself, but the tz is often  rendered  as  ts.

t   After  1914  St  Petersburg  became  Petrograd  and  after  1924  Leningrad.

327


 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


328

Biographical  Memoirs

peaks  a n d   m ad e   g ra v ita tio n a l  m e a s u re m e n ts ;  later  he  w as  h ead   o f  th e  

M ilita ry   T o p o g ra p h ic a l  D e p a r tm e n t  of  th e   Im p e ria l  G e n e ra l  S ta ff  in  S t 

P e te rs b u rg .  U n u s u a lly   for  his tim e,  he  a rra n g e d   for his  d a u g h te rs  to   have 

a h ig h e r e d u c a tio n ,  O lga  in th e  h u m a n itie s  a n d   A le x a n d ra  in  m a th e m a tic s  

an d   science.

A le x a n d ra   p lay ed  an  im p o rta n t p a rt in  P e te r ’s u p b rin g in g  fo r it w as she 

w ho  d isc o v e red ,  r a th e r   to  th e   s u rp rise   o f  th e   fam ily,  th a t  he  h a d   an 

u n u s u a lly   q u ick   g rasp   o f a rith m e tic .  T h o u g h   a  lively  bo y,  he  h a d   seem ed  

a  b it  b a c k w a rd   in  so m e  o th e r  resp e c ts.  H e  n e v e r  o v e rc a m e   a  c e rta in  

in d is tin c tn e s s   a n d   slo p p in e ss  in  sp e ec h   a n d   n e v e r  le a rn e d   to  spell 

p ro p e rly  in  any  lan g u a g e — a c o n sid e ra b le  h a n d ic a p   in his early  career.  H e 

w as  a d m itte d   to  th e   ‘classical  g y m n a s iu m ’,  w h ich   sp ecialized   in  th e 

h u m a n itie s ,  b u t  h a d   to  leave  th is  school  in  1906  at th e   e n d   o f his first  y ear 

b ec au se   of in a d e q u a te   p ro g re ss  an d   tra n s fe rre d   to  th e   m o re   scien tifically  

o rie n te d   ‘re a ls c h u le ’.  H e  en jo y e d  a k in d  o f rev en g e  70 years la te r w h e n ,  to 

m ark   his  seco n d   aw ard   o f th e   title   H e ro   o f S o cialist  L a b o u r,  his  b u s t  w as 

e re c te d   in  a  p u b lic   sq u a re   o f  K ro n s ta d t  o p p o site   th e   g y m n a siu m   fro m  

w hich   he  h a d   b een   excluded!  A lth o u g h   th is   e x clu sio n   e v id e n tly   ra n k le d , 

th e   ‘re a ls c h u le ’  w as  m u c h   m o re   a p p ro p ria te   fo r  d e v e lo p in g   his  ta le n ts, 

an d   in  1912  he  g ra d u a te d   w ith   h o n o u rs   a n d   e n te re d   th e   e le c tro te c h n ic a l 

facu lty  of th e   S t P e te rs b u rg  P o ly te c h n ic a l  I n s titu te — fo r lack o f L a tin  an d  

G re e k   he  w as  n o t  elig ib le  to  e n te r  th e   S t  P e te rs b u rg   U n iv e rs ity ,  th e n  

reg a rd e d   as  th e   m o re   p re stig io u s  in s titu tio n .

H is stu d ie s w ere  in te r ru p te d  by   th e   1914 w ar a n d  fo r tw o  years  K a p itz a  

w as  an  a m b u la n c e   d riv e r  at  th e   P o lish   fro n t.  A fte r  d e m o b iliz a tio n   he 

r e tu rn e d   to  th e   P o ly te c h n ic a l  I n s titu te   w h e re   he  g ra d u a te d   in  1918  an d  

w as  a p p o in te d   to  a  te a c h in g   p o st  in  th e   In s titu te ,  w h ic h   he  h e ld   u n til  he 

m o v ed   to  C a m b rid g e   in  1921.  D u rin g  th ese  y ears th e  m o v in g  s p irit  in  th e  

p h y sics  w o rld   of  P e tro g ra d ,  a n d   in d ee d   o f  R u ssia,  w as  A.  F .  Joffe,  w ho 

w as  actively  d e v e lo p in g   a  p h y sics  school  w ith   an  o u tlo o k   m o re   m o d e rn  

th a n   h a d   b e e n   tra d itio n a l  in  R u ssia  u p   to  th e n ,  an d   w ith   an  e m p h a sis  on 

rese a rc h   an d   se m in a rs to keep  a b re a st of d e v e lo p m e n ts  in th e  W est.  A fter 

1918  th e   rese a rc h   effort  w as  c o n c e n tra te d   in  th e   new ly  e sta b lish e d  

P e tro g ra d   P h y sic o -te c h n ic a l  In s titu te ,  w h e re   Joffe  su cceed ed   in  c o lle ct­

ing  a  g ro u p   of y o u n g   an d   e n th u s ia stic   sc ie n tists  a ro u n d   h im   w ho  fo rm e d  

the  n u c le u s  o f th e   e n o rm o u s  g ro w th   of S oviet  p h y sics  in  later  years.  T h e  

c re a tio n   o f  th is  new   in s titu te   for  p h y sics  rese a rc h   m u st  have  seem ed  

w ildly  v isio n ary   at  th a t  tim e   since,  a fte r  th e   chaos  of  th e   w ar  a n d   th e 

upheaval  of  th e   R e v o lu tio n ,  th e   e co n o m y   o f  th e   c o u n try   w as  in  a 

d isa stro u s  state.  T h e r e   w ere  g rea t  sh o rta g e s  o f  food  a n d   fuel  and 

p ractically   no  scientific  e q u ip m e n t,  so  th a t  rese a rc h   co u ld   be  d o n e   only 

on a ‘do it y o u rse lf’  basis.  In  sp ite of these difficulties,  h o w ev er,  q u ite  a  lot 

got  sta rte d .

K a p itz a   took  u p  several  p ro je c ts  of  to p ical  in te re st.  O ne  w as  th e 

m e a su re m e n t of th e  a n g u la r m o m e n tu m  associated w ith   m ag n e tiz a tio n   of

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


Piotr  Leonidovich  K a p itza

329


m a tte r,  a n d   h is  first  scien tific  p a p e r*   w as  a  c ritic a l  review   ( l ) f   o f  th e  

e x p e rim e n ts  b y   E in s te in  a n d  de  H a a s,  w ho  h a d   d e m o n s tra te d   th e  effect  in 

1915,  a n d   b y   B a rn e tt  w h o   a lm o st  sim u lta n e o u sly   d e m o n s tra te d   th e  

in v erse   effect.  A t  th a t  tim e   th e re   a p p e a re d   to  be  a  c o n tra d ic tio n   b e tw e e n  

th e   tw o   sets  o f  e x p e rim e n ts   a n d   K a p itz a   c o n c lu d e d   th a t  th e re   m u s t  be 

som e  e rr o r   in  B a r n e tt’s  e x p e rim e n t  b ec au se   it  gave  o nly   h a lf  th e 

classically   e x p e c te d   ratio   of  a n g u la r  m o m e n tu m   to  m a g n e tiz a tio n . 

H o w e v e r,  so o n   a fte rw a rd s ,  E in s te in   an d   de  H aas  d isc o v e red   an  e rro r  in 

th e ir   e x p e rim e n t  a n d   c o n firm e d   B a r n e tt’s  ‘a n o m a lo u s ’  re su lt  w h ic h   w as 

la te r e x p la in e d   in  te rm s   o f e le c tro n   sp in .  A  se co n d   p a p e r  (2)  d e scrib es  an 

in g e n io u s  im p ro v e m e n t  in  th e   te c h n iq u e   o f  p re p a rin g   W o lla sto n   fibres; 

K a p itz a   also  b ecam e  a d e p t  at  u sin g   B o y s’s  b o w   a n d   a rro w   m e th o d   of 

p ro d u c in g   v ery   fine  q u a rtz   fibres.

A n o th e r  line  of w o rk  w as  th e   stu d y   o f a to m ic   and  m o le c u la r b e a m s  an d 

to g e th e r  w ith   his  frie n d   S e m en o v ,  K a p itz a   p ro p o se d   a  te c h n iq u e   for 

m e a s u rin g   a to m ic   m a g n e tic   m o m e n ts   b y   o b se rv in g   th e   s p re a d   o f  an 

a to m ic   b e a m   a fte r  p a ssin g   th ro u g h   a  stro n g ly   in h o m o g e n e o u s  m ag n e tic  

field  (6).  A lth o u g h   th e ir   p a p e r  m e n tio n s   th a t  ‘e x p e rim e n ts   in  th is 

d ire c tio n   have  a lre ad y   b e g u n ’  n o th in g   f u r th e r   w as  p u b lis h e d .  In   fact 

b e tw e e n   th e   tim e   o f  s u b m issio n   o f  th e   p a p e r  in  D e c e m b e r  1920  a n d   its 

p u b lic a tio n   in  1922,  S te rn   an d   G e rla c h   h a d   n o t  o nly  p ro p o se d   essen tially  

th e   sam e  id ea,  b u t  c a rrie d   it  o u t  in  p rac tic e   (S te rn   1921,  G e rla c h   &  S te rn  

1921,  1922),  a n d   so  p ro v id e d   th e   d e m o n s tra tio n   o f  sp atial  q u a n tiz a tio n  

fo r w h ic h  m an y  years  late r  S te rn  w as  aw a rd ed   a  N o b e l  prize.  A th ir d   field 

to  w h ic h   K a p itz a   c o n trib u te d   w as  th a t  o f X -ra y s  a n d   his  p ro p o sa l  (3)  to 

focus  a  b ro a d   b e a m   o f X -ra y s   b y   a  b e n t  cry sta l  seem s  to  have  a n tic ip a te d  

w h a t  m u c h   la te r  becam e  an  im p o rta n t  p rac tic a l  te c h n iq u e .  Jo h a n sso n  

(1933)  d e s c rib e d   th e   first  p rac tic a l  rea liz a tio n   o f  th is  idea,  b u t  does  n o t 

a p p e a r  to  have  b een   aw are  o f  K a p itz a ’s  p a p e r.

S o o n   a fte r  K a p itz a   w as  d e m o b iliz e d ,  an d   follow ing  a  ro m a n tic   trip   to 

H a rb in   in  C h in a ,  he  m a rrie d   N a d e z h d a   K y rillo v n a ,  d a u g h te r  o f G e n e ral 

C h e rn o sv ito v ,  an d   a  son,  Ie ro n im ,  w as  b o rn   in  1917.  A  second  ch ild   was 

e x p e cte d   to w a rd s  th e  e n d   o f  1919  b u t  d isa ste r  stru c k   th e   fam ily.  In   th e 

te rrib le   c o n d itio n s  follow ing  th e   R ev o lu tio n   an d   th e   C ivil  W ar, 

e p id e m ic s w ere  rife  an d   Ie ro n im   c a u g h t  scarlet fever an d   d ied.  N a d e z h d a  

w as q u ite  stru c k  d o w n by th is blow  a n d   soon a fter she h a d  given b irth  to a 

d a u g h te r  (also  called  N a d e z h d a ),  b o th   su c c u m b e d   to  th e   S p a n ish   in ­

fluenza  th a t  w as  th e n   rag in g   in  th e   city.  O n   to p   of  th is,  K a p itz a ’s  fa th e r 

also  d ied   o f  ’flu  at  a b o u t  th e   sam e  tim e.  K a p itz a ,  w ho  h ad   h im se lf h ad   a 

b a d   b o u t  o f  ’flu,  w as  o v e rw h e lm ed   by  th ese  trag ic  losses  an d   for  a  tim e 

w as  u n a b le   to  w ork.  H is  frie n d s  w o n d e re d   w h a t  co u ld   be  do n e  to  help

*  T h is   w as  in  fact  n o t  h is  first  p u b lic a tio n .  H e   h a d   a lre a d y   p u b lis h e d   a  p o p u la r   a rtic le   ( G l )   a b o u t 

th e   p r o d u c tio n   o f co d   liv e r  oil,  b a s e d   on  h is  tra v e ls  in  th e   fa r  N o r th   o f  R u ssia ,  a n d   illu s tra te d   b y   his 

o w n   p h o to g r a p h s .

t   N u m b e r s   g iv en   in  th is  fo rm   re fe r  to   e n trie s   in  th e   b ib lio g ra p h y   at  th e   e n d   o f  th e   te x t.

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 



330

Biographical  Memoirs

h im   fo rg e t  his  u n h a p p y   s itu a tio n   a n d   s o m e th in g   tu rn e d   u p   th a t  n o t  on ly 

d is tra c te d   K a p itz a   fro m   his  g rief,  b u t,  as  it  tu r n e d   o u t,  c o m p le te ly  

c h a n g e d   th e   c o u rse   o f  his  life.

T h is   w as  th e   se ttin g   u p ,  at  Jo ffe ’s  p ro m p tin g ,  o f a  ‘C o m m issio n   of th e  

R u ssian   A c a d e m y   o f S ciences  fo r  re n e w in g   scientific  re la tio n s  w ith   o th e r 

c o u n tr ie s ’,  w h ich   w as  lib e rally   p ro v id e d   w ith   fo re ig n   c u rre n c y   to  b u y  

e q u ip m e n t  a b ro a d   (see  S o m in sk ii  1965,  K ry lo v   1984).  B esides  Joffe,  an 

im p o rta n t  m e m b e r  o f  th e   c o m m issio n   w as  A d m ira l  A.  N .  K ry lo v ,  th e  

w ell  k n o w n   naval  e n g in e e r  a n d   a p p lie d   m a th e m a tic ia n ,  w ho  w as  late r  to 

b e co m e  K a p itz a ’s  se co n d   fa th e r-in -la w .  B o th   h a d   a  h ig h   o p in io n   of 

K a p itz a ’s  scientific  g ifts  a n d   w a n te d   to  h e lp   in  his  difficult  p e rso n a l 

situ a tio n ;  a p p o in tin g   h im   to  jo in   th e   c o m m issio n   seem ed   an  ideal 

so lu tio n .  T ra v e l  a b ro a d   at  th a t  tim e   was  c o m p lic a te d   b ecau se  m o st  o f th e  

o u tsid e   w o rld   h ad   no  d ip lo m a tic   re la tio n s  w ith   S oviet  R ussia.  Joffe  set 

o u t in  F e b ru a ry   1921,  a n d   as  soon  as he got  to  B erlin   b eg an  try in g  to g et a 

visa  for  K a p itz a ,  w hile  he  a n d   o th e r  m e m b e rs   o f  th e   c o m m issio n   w ere 

o c c u p ie d  w ith  b u y in g   e q u ip m e n t.  G e rm a n y ,  F ra n c e   a n d   H o lla n d   d id   n o t 

w a n t  to  risk  a d m ittin g   so m eo n e  w ho  m ig h t  p ro v e   to  be  a  y o u n g  

c o m m u n is t  a g ita to r,  b u t  E n g la n d   w as  m o re   a c c o m m o d a tin g   a n d   e v e n tu ­

ally  in  M ay ,  Joffe  su c ce e d e d   in  g e ttin g   K a p itz a   an  E n g lish   visa.

A t  last,  late  in  M ay ,  K a p itz a   a rriv e d   in  E n g la n d   b y   sh ip   an d   early   in 

J u n e   he  a n d   Joffe  s ta rte d   a  ro u n d   o f scientific  visits,  w h ic h   c u lm in a te d   in 

a  v isit  to  R u th e rfo rd   in  C a m b rid g e   on  12  Ju ly .  T h e y   w ere  receiv ed   very 

co rd ially   by   R u th e rfo rd   b u t  w h e n   K a p itz a   asked  if he  m ig h t  w o rk   in  th e 

C a v e n d ish   fo r  a  few  m o n th s   R u th e rfo rd   w as  r a th e r  d isc o u ra g in g ,  say ­

ing  th e   L a b o ra to ry   was  alre ad y   c ro w d e d   an d   it  w o u ld   be  difficult 

to  a c c o m m o d a te   one  m o re.  R u th e rfo rd   w as  r a th e r  tak e n   aback  w h e n  

K a p itz a   re p lie d   by  asking  w h a t  a ccu racy   he  aim e d   at  in  his  e x p e rim e n ts. 

T h e   a n sw e r  to  th is  seem in g ly   irre le v a n t  q u e s tio n   w as  2  o r  3%   an d  

K a p itz a   th e n   p o in te d   o u t  th a t  as  th e re   w ere  a b o u t  30  re se a rc h e rs  in  th e 

C a v e n d ish ,  one  m o re   w o u ld   h a rd ly   be  n o tic e d   b ecau se  he  w o u ld   com e 

w ith in   th e   e x p e rim e n ta l  erro r!  T h is   in g en io u s  a p p ro a c h   p e rs u a d e d  

R u th e rfo rd   to  a d m it  K a p itz a   a fte r  all.  A s  a  p o s ts c rip t  it  m ay   be 

m e n tio n e d   th a t  a  year  late r  K a p itz a   asked  R u th e rfo rd   w h y   he  h a d   agreed  

to  take  h im   on  an d   R u th e rfo rd   la u g h e d   a n d   said  ‘I  c a n ’t  th in k   w hy,  b u t 

F m   very  glad   th a t  I  d id ’.

C

a m b r i d g e

1921-3 4


K a p itz a   jo in e d   th e   C a v e n d ish   in  Ju ly   1921  a n d   a lth o u g h   th e   o rig inal 

p lan   w as  for  h im   to  stay  only  o v er  th e   w in te r  he  re m a in e d   fo r  13  years. 

H is  in tro d u c tio n   to  C a m b rid g e   life  an d  his  im p re ssio n s  o f  R u th e rfo rd  

an d  th e   C a v e n d ish  are v ividly d e sc rib e d  in the  le tte rs he w ro te  at fre q u e n t 

in te rv als  to  his  m o th e r  in  P e tro g ra d   (q u o te d   in  D a n in   1966,  P a rry   1968

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 



Piotr  Leonidovich  K a p itza

331


a n d   R u b in in   1 9 8 5 ).#  T h e   u su a l  in itia tio n   o f n ew   re se a rc h   s tu d e n ts   w as  a 

m o n th   o r tw o   o f p ra c tic a l  w o rk   in  th e   C a v e n d ish   a ttic   o n  v a rio u s  re le v a n t 

te c h n iq u e s   u n d e r   C h a d w ic k ’s  su p e rv is io n   a n d   a  few   days  a fte r  his  a rriv al 

K a p itz a   w ro te   (24 Ju ly )  ‘F o r   th e   tim e   b e in g   . . .   I  am   w o rk in g   o n ly   at  m y 

p ra c tic a l  co u rse ;  as  to  th e   fu tu re ,  I  d o n ’t  k n o w .  .  .  .  T im e   w ill  show .  .  .  .’ 

In   fact  h is  skill  a n d   a ssid u ity   w e re   su c h   th a t  C h a d w ic k   w as  satisfied  a fte r 

o n ly   tw o   w eeks  a n d   b y   early   A u g u s t  K a p itz a   h a d   at  R u th e r f o r d ’s 

s u g g e stio n   c h o se n   to   stu d y   ho w   th e   e n e rg y   o f  an  a -p a r tic le   falls  off 

to w a rd s   th e   e n d   o f  its  ran g e .  P re v io u s ly   th is  h a d   b e e n   m e a s u re d   by 

o b s e rv in g   th e   d e fle ctio n   o f  th e   a -p a r tic le   in  a  m a g n e tic   field,  b u t  th e  

lim ita tio n   o f  th is  m e th o d   w as  th a t  p a rtic le s   o f  low   e n e rg y   c o u ld   n o t  be 

d e te c te d .  K a p itz a ’s  m e th o d   w as  to  m e a su re   th e   e n e rg y   in  a  c o llim a te d  

b e a m   o f  a -p a r tic le s   b y  th e   h e a tin g   it  p ro d u c e d   in  a  p la te   a tta c h e d   to   a 

B oys  ra d io m ic ro m e te r.  T h is   p ro je c t  w as  b ro u g h t  to  a  successfu l  c o n c lu ­

sion  w ith   a m a z in g   ra p id ity .  W ith in   n in e   m o n th s   o f th e   c o n c e p tio n   o f th e  

idea  he  w as  a lre ad y   d ra ftin g   a  p a p e r  fo r  p u b lic a tio n   a n d   b y   m id - J u n e   th e  

p a p e r  w as  se n t  off.  O n   19  J u n e   1922  he  w ro te   to  his  m o th e r:

‘T o d a y   th e   C ro c o d ile   s u m m o n e d   m e  tw ice  a b o u t  m y   m a n u ­

s c rip t.  . . .   I t  w ill  be  p u b lis h e d   in  th e   P ro c e e d in g s  o f  th e   R oyal 

S o ciety ,  w h ic h   is  th e   g re a te s t  h o n o u r  a  piece  o f re se a rc h   can  achieve 

h e re .  .  .  .  O n ly   n o w   have  I  really  e n te re d   th e   C ro c o d ile ’s  school  .  .  . 

w h ic h   is  c e rta in ly   th e   m o st  a d v a n ce d   school  in  th e   w o rld   a n d  

R u th e rf o r d   is  th e  g re a te st  p h y sic ist a n d   o rg a n ise r.  I t  is o nly n o w  th a t 

I  have  felt  m y   s tre n g th .  S u ccess  gives  m e  w ings  a n d   I  am   c a rrie d  

aw ay  b y   m y   w o rk .’

‘C ro c o d ile ’  w as  a  n ic k n a m e   K a p itz a   in v e n te d   for  R u th e rfo rd   early   on 

an d   m a n y   y ears  la te r  he  to ld   R itc h ie   C a ld e r  (1951,  p.  66):

‘In   R u ssia   th e   c ro co d ile  is  th e   sy m b o l  for  th e   fa th e r  o f th e   fam ily 

a n d   is  also  reg a rd e d   w ith   awe  an d   a d m ira tio n   b ecau se  it  has  a  stiff 

n eck   an d   c a n n o t  tu r n   back.  It ju s t  goes  s tra ig h t  fo rw ard   w ith   g ap in g  

ja w s — like  science,  like  R u th e r f o r d .’

A  m o re   fan cifu l  b u t  p ro b a b ly   e n tire ly   a p o c ry p h a l  v ersio n ,  p o p u la r  in 

th e   C a v e n d ish ,  w as  th a t  it  w as  a fte r  th e   cro co d ile  in  P e te r  P a n   th a t 

sw allow ed  an  a la rm   clock  to  give  ad v ance  w a rn in g   of  its  so m ew h at 

frig h te n in g  a p p e ara n ce .  T h is  v e rsio n  finds som e slig h t s u p p o rt in an early 

le tte r  (12  O c to b e r  1921):

‘R u th e rfo rd   g reets  m e  in creasin g ly   p lea sa n tly   a n d   asks  how   th in g s 

are  g o ing   w h en   he  sees  m e.  B u t  I  am   a  little  afraid   o f  h im .  I  w ork 

alm o st  n e x t  d o o r  to  his  office.  T h is   is  b ad   since  I  have  to  be  very *

*  A  m o re   c o m p le te   e d itio n   o f th e s e   a n d   o th e r   le tte rs   is  b e in g   p re p a r e d   b y   M r s   A.  A.  K a p itz a .  T h e  

q u o ta tio n s   in  th is   m e m o ir  are  m y   o w n   r a th e r   fre e   tr a n s la tio n s   fro m   th e   R u ssia n .

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 



332

Biographical  Memoirs

c a re fu l w ith   m y   sm o k in g:  its  a m is fo rtu n e   if he  sh o u ld  c a tc h   you  w ith  

a  p ip e   in  y o u r  m o u th .  B u t  th a n k   G o d   he  has  a  h eavy   tre a d   a n d   I  can 

reco g n ize  his  fo o tste p s  .  .

T h e   p u b lis h e d   p a p e r  (7)  sh o w s  th a t  K a p itz a ’s  e n th u s ia sm   a b o u t  his 

e x p e rim e n t  w as  in d ee d  ju stifie d .  B oys  (1923)  said  of his  ra d io m ic ro m e te r 

th a t  ‘its  e x tre m e   d elicacy  of  c o n s tru c tio n   re q u ire s   m o re   th a n   o rd in a ry  

skill  on   th e   p a rt  of th e  u s e r ’  a n d   K a p itz a   n o t  o nly   d e m o n s tra te d   th is  skill 

an d   e x p lo ite d   his  e x p e rien c e   o f fine  q u a rtz   fibres  b u t  in c o rp o ra te d   m an y  

in g en io u s  fea tu re s  to  avoid  v a rio u s  stra y   effects  th a t  in  his  p re lim in a ry  

e x p e rim e n ts   c o m p le te ly   sw a m p ed   th e   g e n u in e   sm all  h e a tin g   effect  o f th e  

a -p a rtic le s .  H e  w ro te   to  his  m o th e r  (4  D e c e m b e r  1921)  th a t  ‘.  .  .  [his 

device]  is  so  sen sitiv e  th a t  it  can  d e te c t  th e   flam e  o f  a  can d le  2  v e rsts 

[ro u g h ly   2 km ]  aw ay  a n d   re s p o n d   to  a  te m p e ra tu re   rise  o f a  m illio n th   o f a 

degree!  .  .  .’.  H is  re su lts  c o n v in c in g ly   sh o w ed   th a t  th e   e n e rg y   fell  steep ly  

to  a  n eg lig ib le   value  to w a rd s  th e   e n d   of  th e   a -p a rtic le   range.

T h is   p u b lic a tio n   illu s tra te s   several  c h a ra c te ris tic   fea tu re s  o f  m u c h   of 

K a p itz a ’s  late r  w ork:  his  ab ility   to  w ork  o u t  in  p ra c tic e   r a th e r   c o m ­

p lic a te d   sch em es  d e sig n e d   to give  e x tre m e   se n sitiv ity ,  his  th o ro u g h   g rasp  

of  p o te n tia l  p itfalls,  his  sp eed   o f  w o rk in g   a n d   his  th o ro u g h n e s s   in 

in te rp re ta tio n .  A n o th e r  in te re s tin g   fe a tu re   is  K a p itz a ’s  fo n d n e ss  for 

re g a rd in g  each  p ro je c t  as p a rt o f a  la rg e r g ro u p   o f in v e stig a tio n s,  b u t th e n  

g e ttin g  e x cited   by a  new   idea a n d   fo rg e ttin g  a b o u t c o n tin u in g  th e  o rig in al 

p lan.  T h u s   th e  p a p e r  is  d e sc rib e d   as  ‘P a rt  I ’  a n d   th e   a b s tra c t  m e n tio n s  

th a t  fu rth e r  w ork  will  be  d e sc rib e d   in  a n o th e r  p a p e r.  H o w e v e r no  P a rt  II  

ever  a p p e a re d ,  p ro b a b ly   b ecau se  K a p itz a   h a d   b e co m e  c o m p le te ly   e n ­

gro ssed   by  a  new   idea  th a t  cam e  u p  at  th a t  tim e.

T h is   idea  w as  a  p o ssib le  new   m e th o d   o f  stu d y in g   how   th e   a -p a rtic le  

v elocity  varied   alon g   its  tra c k   by  m e a s u rin g   th e   tra c k   c u rv a tu re   in  a 

m ag n e tic   field.  E x istin g   m a g n e ts  w ere  n o t  cap ab le  of  p ro d u c in g   large 

e n o u g h   stead y  fields  to  cu rv e   th e  tra c k s  sufficiently,  an d   K a p itz a ’s  novel 

idea  w as  to  use  fields  th a t  w ere  m u c h   larg e r  b u t  lasted  for  only  a  very  

sh o rt  tim e.  T h is   m a rk e d   a  tu rn in g   p o in t  in  K a p itz a ’s  career.  O n ce  th e 

large  im p u lsiv e   m ag n e tic   fields  h a d   b een   ach ieved   he  saw  w hole  new  

vistas  o p e n in g   u p   for  e x p lo itin g   th e  te c h n iq u e ,  an d   th is  led  h im   in to  

p io n e e rin g   w o rk   in  solid  state  a n d   low  te m p e ra tu re   p h y sics.  I t  w as  also 

the  b e g in n in g   of  th e   tra n s itio n   of  th e  C a v e n d ish   fro m   th e   s trin g   and 

sealing  w ax  tra d itio n   to  th e   age  of  large  m ac h in e   ph y sics.

O ne  o f  the  basic  p ro b le m s  o f  p ro d u c in g   an  im p u lsiv e   field  is  how   to 

p ro v id e  a  large  sto re  o f en e rg y  th a t can  be  c o n v e rte d   in to  electrical  p o w er 

an d  rap id ly   d isc h a rg ed   th ro u g h   a  coil.  A n  o b v iou s  c a n d id a te   for  su ch   an 

en ergy   sto re  w as  an  electrical  c o n d e n se r  o f  large  cap acity   ch a rg e d   to  a 

high  voltage,  b u t  su ch   a  c o n d e n se r  w o u ld   have  b een   ex p en siv e  an d 

K a p itz a   chose  in stead   a  ch em ical  sto re,  essentially  a  large  a c c u m u la to r  of 

special  desig n ,  w h ich   he  co uld   b u ild   him self.

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 



Piotr  Leonidovich  K apitza

333


H e  w as  e n c o u ra g e d   b y  R u t h e r f o r d ’s  re a c tio n   to  his  idea;  as  he  w ro te   to 

his  m o th e r   (15  J u n e   1922):

‘T h e   C ro c o d ile   is tak e n  w ith   m y  idea a n d   th in k s   it w ill  su cceed .  H e  

h as  a  d e v ilish   feelin g   fo r  e x p e rim e n t  a n d   if he  th in k s   th a t  so m e th in g  

w ill  co m e  o u t o f it,  th a t  is  a v ery  g o o d   o m en .  H is  a ttitu d e   to w a rd s  m e 

gets  b e tte r   a n d   b e tte r   .  .  .’

H e   also  m e n tio n e d   th a t  a  ‘y o u n g   p h y s ic is t’  (P.  M .  S.  B lack ett,  3  y ears 

his ju n io r )   w as  g o in g   to  w o rk   w ith   h im .  B lack ett  in tro d u c e d   h im   to  th e  

su b tle tie s   o f th e   W ilso n   clo u d   c h a m b e r,  w h ic h   w as  u se d   fo r  rev e a lin g  th e  

a -tra c k s ,  b u t  th e   c o lla b o ra tio n   d id   n o t  c o n tin u e   b e y o n d   th e   in itial  stages. 

A few  day s  la te r  K a p itz a  w ro te   o f a n o th e r  sig n ifican t  sign  of R u th e r f o r d ’s 

risin g   esteem :  ‘T h e   C ro c o d ile ’s  p e rm iss io n   for  L a u rm a n n   to  com e  is  th e  

b e st  d e m o n s tra tio n  o f h is k in d   a ttitu d e  to m e .’  E m il  Y an o v ich   L a u rm a n n  

(for  som e  b io g ra p h ic a l  d etails  see  S h o e n b e rg   1954)  w as  an  E s to n ia n   w ho 

h a d  c o lla b o ra te d  w ith   K a p itz a  in  P e tro g ra d   an d  w as re m a rk a b ly  skilled  in 

all  so rts  o f  te c h n iq u e s   su c h   as  electrical  e n g in e e rin g ,  p h o to g ra p h y   an d , 

m o st  im p o rta n tly ,  th e  h a n d lin g  o f d elicate e q u ip m e n t.  H e  w as a  little d e a f 

a n d   v isito rs  to  th e   la b o ra to ry   w ere  o fte n   s ta rtle d   b y  K a p itz a ’s  lo u d   cries 

o f ‘B a ro n ’  w h e n   he n e e d e d   L a u r m a n n ’s  assistance.  B aro n  w as a n ick n am e 

b a se d   on   a  h a lf jo k in g   tra d itio n   in  R u ssia  th a t  th e   B altic  p ro v in c e s  w ere 

e n tire ly   p o p u la te d   b y  n o b ility .

A lth o u g h   th e   n ew   p ro je c t  w as  tec h n ica lly   m u c h   m o re   c o m p lic a te d   a n d  

on  a  la rg e r  scale  th a n   a n y th in g   K a p itz a   h ad   tack led   b efo re,  K a p itz a ’s 

d riv e ,  b ack ed   by  R u th e r f o r d ’s  s u p p o rt  a n d   L a u r m a n n ’s  assistan ce  p r o ­

d u c e d   re su lts  v ery   qu ick ly .  A fte r  som e  early  failu res  he  w ro te   on  17 

A u g u st,  only  2  m o n th s   a fte r  s ta rtin g ,

‘T h e   p re lim in a ry   e x p e rim e n ts   w ere  c o m p le te ly   successful.  I  am  

to ld   th a t  th e   C ro c o d ile   speaks  o f  n o th in g   else ju s t  now .  I  have  b een  

giv en   a  large  room   in  a d d itio n   to  th e   one  I  alread y   w ork  in,  a n d   for 

th e   full  scale  e x p e rim e n t  I  have  got  p e rm issio n   to  s p e n d   a  fairly 

su b s ta n tia l  su m   o f  m o n e y .’  [T h is   w as  £150!]

an d   on  2  S e p te m b e r:

‘M y   e x p e rim e n ts  are  a ssu m in g   a  very  b ro a d   scope  . . .   I  shall 

re m e m b e r  m y  last  c o n v e rsa tio n   w ith   R u th e rfo rd   as  long  as  I  live. 

A fte r  a  w hole  lot  o f c o m p lim e n ts  he  said  ‘I  sh o u ld   be  very  h a p p y   if  I 

co u ld   have  th e   p o ssib ility   of  c re a tin g   a  special  lab o ra to ry   for  you  in 

w h ic h   you  co uld  w ork w ith   y o u r  ow n  s tu d e n ts .’  .  .  .  A m   I  really  such 

an  able  p erso n?  I  feel  un easy   a n d   alarm ed .  W ill  I  be  able  to  co pe?’

A n d   th e n   at  last,  on  29  N o v e m b e r,  p re su m a b ly   after  th e   c o n stru c tio n  

of  th e   W ilso n   c h a m b e r  as  well  as  th e   h ig h   field  e q u ip m e n t:

‘.  .  .  F o r  m e  to d ay   is  to  som e  e x te n t  a  h isto ric   day  . . .   In   fro n t  of 

m e  is  a  p h o to g ra p h   w ith   n o th in g   b u t  th re e   cu rv e d   lines  on  it.  B ut

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


334

Biographical  Memoirs

th e se   th re e   lines  sh o w   th e   tra c k s  o f a -p a r tic le s   in  a  m a g n e tic   field  o f 

terrific   s tre n g th .  T h e s e   th re e   lin es  have  co st  P ro fe s s o r  R u th e rfo rd  

150  p o u n d s   ste rlin g   a n d   h av e  co st  m e  a n d   E m il  Y a n o v ic h  



3 \ m o n th s  

o f  e x tre m e ly   h a rd   w o rk .  B u t  h e re   th e y   are  a n d   e v e ry o n e   in  th e  

U n iv e rs ity   is  ta lk in g   a b o u t  th e m .  S tra n g e :  o n ly   th re e   c u rv e d   lines! 

T h e   C ro c o d ile   is  v ery   p lea se d   w ith   th ese   th re e   c u rv e d   lines.  .  .  . 

M a n y   p e o p le   h av e  co m e  to  look  at  th e se   th re e   c u rv e d   lines  an d  

a d m ire d   th e m .  N o w   w e  m u s t  go  f u rth e r   a n d   th e re   is  m u c h   w o rk  

a h e a d .’

By M a rc h   1923,  again  o n ly  n in e  m o n th s  a fte r s ta rtin g ,  a p a p e r h a d  b e e n  

s u b m itte d   th a t  w as  p u b lis h e d   soon  a fte r  (10).  T h is   w as  follo w ed  a  y ear 

late r,  w h e n   th e   re se a rc h   h a d   b e e n   c o m p le te d ,  by   tw o   f u rth e r   p a p e rs  

(11,  12),  th e   first  g iv in g   d e ta ils  o f  th e   im p u lsiv e   field  m e th o d   a n d   th e  

se co n d  d e s c rib in g  th e   special d esig n   o f th e  W ilso n  c h a m b e r,  th e  e la b o ra te  

sw itc h in g   a n d   tim in g   d ev ices  in v o lv e d   a n d   finally  a  d e ta ile d   a c c o u n t  of 

how   th e   c u rv a tu re   of th e   a -p a rtic le   tra c k s  v a rie d   w ith   p o sitio n   alo n g  th e  

tra c k .  E ffectively   th e   c u rv a tu re   m e a s u re d   th e   ratio   o f  v elo city   to  ch arg e 

a n d   th e  v a ria tio n   o f  th e   average  c h a rg e   w ith   p o sitio n   c o u ld   be  d e d u c e d  

fro m   o th e r  e x p e rim e n ts   a n d   som e  ap p eal  to  th e o ry .  T h u s   finally  a  g ra p h  

w as  o b ta in e d   o f v elo city   a g a in st  ran g e,  ju s t  as  in  th e   h e a tin g   e x p e rim e n t 

d e sc rib e d  e a rlie r,  a n d  m u c h  to  K a p itz a ’s  sa tisfa c tio n   th e  tw o  ag re e d   q u ite  

rea so n a b ly .

W h ile   all  th is   w ork   w as  p ro g re ssin g ,  K a p itz a ’s  p o sitio n   in  C a m b rid g e  

w as  ra p id ly   b e in g   c o n so lid a te d .  I n   J a n u a ry   1923  he  w as  officially 

a d m itte d   as  a  rese a rc h   s tu d e n t  fo r  th e   P h .D .  d eg ree,  w ith   b a c k d a tin g   to 

O c to b e r  1921,  a n d   he  o b ta in e d   a  y e a r’s  re m issio n   in  view   o f his  R u ssian  

w ork.  T h is   m e a n t  he  co u ld   c o m p le te   his  P h .D .  in  th e   s u m m e r  o f  1923. 

H e  w as  also  a d m itte d   as  a  m e m b e r  of T r in ity   C ollege  a n d   soon  a fte r  his 

P h .D .  h e  w as  aw a rd ed   a  C lerk   M ax w ell  S c h o la rsh ip .  H e   c o n tin u e d   to 

w rite   ecstatically   to  his  m o th e r  a b o u t  R u th e rfo rd :

18  M a rc h   1923— ‘.  .  .  T h e   o n ly   th in g   th a t  eases  m y  w ork   is  th e  

C ro c o d ile ’s  care,  w h ic h   can  only  be  c o m p a re d   w ith   th e   care  o f o n e ’s 

ow n  f a th e r .’

15  J u n e   1923— ‘.  .  .  Y e sterd a y   . . .   I  m et  th e   C ro c o d ile   ju s t  as  I 

cam e  back  fro m   b e in g   m ad e   a  D o c to r  of  P h ilo so p h y .  I  asked  h im : 

“ D o n ’t  y ou  th in k ,  P ro fe sso r  R u th e rfo rd ,  th a t  I  look  w ise r? ”  “ W h y  

s h o u ld   y ou  look  w ise r? ”  he  rep lied ,  in trig u e d   by   m y  so m e w h at 

u n u s u a l  q u e stio n .  “ I  have ju s t  b e e n   m ad e   a  d o c to r ”  I  a n sw ered .  H e 

im m ed ia te ly   c o n g ra tu la te d   m e  a n d   said,  “ Y es,  y o u   do  look  a p p re c i­

ably  w iser  an d   m o re o v e r  y o u ’ve  h ad   y o u r  h a ir  c u t ”  a n d   ro a re d   w ith  

la u g h te r.  T a k in g   su ch   lib e rtie s  w ith   th e   C ro c o d ile   is  g en erally   very 

risky,  since m o st o fte n  he  sim p ly   sen d s y ou to th e   devil  an d   I  seem  to 

be th e  only one in th e  la b o ra to ry  w ho  d a re s to try .  .  .  .  S u ch  b e h a v io u r 

to w a rd s h im  fro m  a ju n io r  is very u n u su a l.  S o m e th in g  like six tim es  I

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


Piotr  Leonidovich  K a p itza

335


h av e  h a d   c o m p lim e n ts   fro m   h im   su c h   as  ‘fo o l’,  ‘a s s ’  etc.  M o s t  o f th e  

la b o ra to ry   is  a s to n is h e d   h o w   su c h  jo k e s   are  p o ssib le .  .  .  .’

A n o th e r   e x a m p le   of  th e   k in d   o f  jo k e   K a p itz a   h a d   in  m in d   was 

r e c o u n te d  m a n y  y e a rs la te r  (G 5 5 ).  K a p itz a  h a d  b e e n   r a th e r  sh o c k ed  w h e n  

at  th e   s ta r t  o f  his  C a m b rid g e   c a re e r,  R u th e rf o r d   w a rn e d   h im   th a t  he 

w o u ld   n o t  to le ra te   his  m a k in g   C o m m u n is t  p ro p a g a n d a   in  th e   la b o ra to ry . 

W h e n   a  y e a r  la te r  K a p itz a ’s  first  m a jo r  p a p e r  a p p e a re d   he  trie d   a  m ild  

le g -p u ll:

‘I  p re s e n te d   R u th e rf o r d   w ith   a  r e p r in t  a n d   I  m a d e   an  in sc rip tio n  

on  it  th a t  th is   w o rk   w as  p ro o f th a t  I  h a d   com e  to  his  la b o ra to ry   to  do 

scien tific  w o rk   a n d   n o t  C o m m u n is t  p ro p a g a n d a .  H e   go t  e x tre m e ly  

a n g ry   w ith   th is   in sc rip tio n ,  sw o re  a n d   gave  m e  th e   r e p r in t  b ack .*  I 

h a d   fo re se en   th is   a n d   I  h a d   a n o th e r  r e p r in t  in  reserv e  w ith   an 

e x tre m e ly   a p p ro p ria te   in sc rip tio n   w ith   w h ic h   I  im m e d ia te ly   p r e s e n ­

te d   h im .  .  .  .  R u th e rf o r d   h a d   a  c h a ra c te ris tic a lly   h o t  te m p e r  b u t 

co o led   d o w n   ju s t  as  q u ic k ly ’.

T h e   p a p e r  o n  a -tra c k s   in  s tro n g   m a g n e tic   fields  w as  K a p itz a ’s  last 

re se a rc h   in  R u th e r f o r d ’s  p e rso n a l  area  o f  in te re s t.  F ro m   th e n   on  he 

a p p lie d   th e   im p u lsiv e   field  te c h n iq u e   to  o th e r  p ro b le m s   an d   e x te n d e d   it 

to  p ro d u c e   still  h ig h e r  fields.  T h e   first  a p p lic a tio n   w as  a  stu d y   o f  th e  

Z e e m a n   effect  in  fields  u p   to  1 3 0 k G f   (13,  14)  in  c o lla b o ra tio n   w ith  

H .  W .  B.  S k in n e r.  T h e   h o p e   w as  th a t  s o m e th in g   new   m ig h t  tu r n   u p   at 

su c h   h ig h   fields— ty p ic a lly   3  o r  4  tim e s  h ig h e r  th a n   had   ever  b een   u sed 

b e fo re .  H o w e v er,  in  sp ite   o f th e   in g e n u ity   o f th e   te c h n ica l  a rra n g e m e n ts  

(see  P I ,  P 2,  P 3),  p a rtic u la rly  as  re g a rd s  p ro d u c in g   an  in te n se   lig h t  so u rce 

at  ex actly   th e   rig h t  m o m e n t,  n o th in g   v ery   new   d id   tu r n   u p .  It  w as,  of 

c o u rse ,  a  g re a t  feat  to  m ak e  e v e ry th in g   w o rk   p ro p e rly   at  th e   sam e  tim e 

b u t  th e   re su lts  at  th e   h ig h   fields  p ro v e d   to  be  m ain ly   no  m o re  th a n  

rea so n a b le   e x tra p o la tio n s   o f  w h a t  h a d   b e e n   o b se rv e d   b e fo re   at  low er 

fields.


A t  a b o u t  th is  tim e   K a p itz a   s ta rte d   an  even  m o re   a m b itio u s  p ro je c t  for 

th e   p ro d u c tio n   o f  stro n g   im p u lsiv e   fields.  T h e   a c c u m u la to r  m e th o d   was 

in  p ra c tic e   lim ite d   to  fields  o f  little  m o re   th a n   lO O kG   in  a  reaso n ab le 

e x p e rim e n ta l  v o lu m e  a n d ,  m o re o v e r,  th e   a c c u m u la to r  re q u ire d   difficult 

re p a irs a fte r c o m p a ra tiv e ly  few  d isc h a rg es.  T h e  idea o f a new  m e th o d  was 

co n ceiv ed   by   K a p itz a   in  1924  in  th e   co u rse  o f d isc u ssio n s  w ith   a  R u ssian 

electrical  en g in e e r,  M .  P.  K o ste n k o ,  w h o   c a lcu lated   th a t  it  sh o u ld   be 

p ra c tic a b le   to  d esig n   a  large  d y n a m o   th a t  on  sh o rt  c irc u it  th ro u g h   a 

su ita b le   coil  co u ld   g e n e ra te   v ery   h ig h   p o w er  for  a  v ery  sh o rt  tim e  an d   so 

p ro d u c e   a  field  o f  o rd e r  106 G .  T h e   sto re d   en erg y   w o u ld   be  th e   kinetic 

en e rg y   o f  ro ta tio n   of th e   d y n a m o   ra th e r  th a n   th e   ch em ical  en erg y   o f th e 

a c c u m u la to r.

*  T h e   o rig in a l  in s c rib e d   r e p r in t  is  in   th e   C o c k c ro ft  a rc h iv e   at  C h u rc h ill  C o lle g e ,  C a m b rid g e .

t   1G   =   1 0 _4T .

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


336

Biographical  Memoirs

O n c e   again   K a p itz a  w as  e n th u sia stic a lly   s u p p o rte d  by   R u th e rfo rd .  B ut 

th e   ex p en se  in v o lv ed   w as  o f  a  b ig g e r  o rd e r  o f  m a g n itu d e   th a n   co u ld   be 

p ro v id e d   fro m   C a v e n d ish   fu n d s,  an d   R u th e rfo rd   h a d   to  tu rn   to  th e  

D e p a r tm e n t  o f  S cien tific  a n d   In d u s tria l  R e search   ( D .S .I .R .)   to  realize 

th is  first  ste p   in to   th e   ‘m a c h in e   a g e ’.  A  g ra n t  o f £ 8 0 0 0   w as  m ad e ,  s p re a d  

ov er 4 years,  an d   yet again  in e x tre m e ly   s h o rt tim e,  th e   c e n tre   piece o f th e  

sch em e,  th e   big  d y n a m o ,  h a d   b e e n   d e sig n e d ,  b u ilt  a n d   te s te d   at 

M e tro p o lita n -V ic k e rs   in  M a n c h e s te r.  O n   7 J u ly   1925  K a p itz a  w as  able  to 

w rite   to  K o sten k o :

‘.  .  .  T h e   m a c h in e   has  b e e n   q u ite   a  success.  . . .   I t  has  b e e n   teste d  

a n d   is  alre ad y   in sta lle d   in  C a m b rid g e .  All  th is  has  tak en   a  lot  o f w ork 

an d   e n erg y ,  b u t  as  you  see  in  th e   1  year  a n d   4  m o n th s   since  w e  first 

co n ceiv ed   th e   idea  o f  th is  m a c h in e   it  has  b een   b u ilt  a n d   in sta lle d . 

T h a t ’s  n o t  b a d   .  .  . ’.

T h e   d y n a m o  w as p a te n te d   (P4)  in  th e   n a m e s  o f K a p itz a   a n d   K o ste n k o , 

b u t  som e  difficult  p ro b le m s  h a d   to  be  tack led   b e fo re   it  c o u ld   be  u se d   to 

g e n e ra te   large  fields.  T h e s e   to ok   y ears  to  solve,  an d   a  d e ta ile d   a c c o u n t  of 

th e w h o le  sch em e  a p p e a re d   in  1927  (16).  T h e   m o st c h a llen g in g   p ro b le m s 

w ere th e   sw itch  th a t h a d  to close an d  o p e n  exactly  s y n c h ro n o u sly  w ith  th e 

d y n a m o   cycle,  d u rin g   w h ich   it  h a d   to  c a rry  as  m u c h   as  30 kA  an d   th e   coil 

th a t  had   to  be  m ad e  stro n g   e n o u g h   to  w ith s ta n d   th e   e n o rm o u s  m a g n e tic  

stresses.  1  he  d e ta ile d   d esig n   o f  th e   coil  w as  w o rk e d   o u t  by  C o ck cro ft 

(1928)  a n d   th e   p ro b le m   is  v ividly  illu s tra te d   in  a  le tte r  K a p itz a   w ro te   to 

R u th e rfo rd  on  12  D e c e m b e r  1925  w h en   R u th e rfo rd   was on  his w ay h o m e 

fro m   a  trip   to  th e   A n tip o d e s.

‘I  am   w ritin g   to  y o u   in  C airo   to  tell  you  th a t  w e  have  alread y  

o b ta in e d   fields  o f m o re   th a n   270,000 G .  .  .  .  W e  c o u ld n ’t  go  f u rth e r  

b ecause  th e   coil  b u r s t  w ith   a  d e a fe n in g   b a n g   w h ic h   I  am   su re  w o u ld  

have  given  you  m u c h   p lea su re.  T h e   coil  h a d   n o t  b een   e x te rn ally  

re in fo rc e d   and   th is  we  now   in te n d   to  do.  . . .   I  am   very   h a p p y   th a t  on 

th e  w hole  all  w e n t  well  a n d   n ow   y ou  can  be  a ssu re d   th a t  98%   o f th e  

m o n ey   has  n o t  b een   w asted   . . . .   T h e   ac cid e n t  w as  th e   m o st 

in te re s tin g   p a rt  o f  th e   e x p e rim e n t  an d   finally  s tre n g th e n s   o u r  b elief 

in  success,  since  we  now   k n ow   exactly  w h a t  h a p p e n s   w hen   th e   coil 

b u rsts .  W e  also  now   k no w   w h a t  an  arc  o f  13,000 A  looks  lik e .’

A lth o u g h   th e   h ig h   field  m ac h in e   w o rk ed   su ccessfu lly  an d   en a b le d  

K a p itz a   to  o p en   u p  several  new   a n d   fru itfu l  fields  of  rese a rc h   o v er  th e 

n ex t  few  years,  it  is  p u z z lin g   th a t  he  sh o u ld   have  c h o sen   th e   d y n a m o  

m e th o d   ra th e r th a n  w h a t w ith  h in d sig h t w o u ld   seem  to have b een  sim p le r 

and c h e ap e r 

n am ely  sto rin g  th e  en e rg y  in a large c ap acito r.  In  his e arlier 

p a p e r  on  th e  a c c u m u la to r  m e th o d   (11)  he  m e n tio n s  th is  as  a  p o ssib ility  

b u t  dism isses  it  w ith o u t  any  v ery  c o n v in c in g   a rg u m e n t.  It  is  tru e   th a t 

large  cap acito rs  at  th a t  tim e   m ay  n o t  have  b een  as  reliab le  or  as  ch eap   as

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 



Piotr  Leonidovich  K a p itza

337


th e y   h av e  b e c o m e   sin ce,  b u t   a  c a p a c ito r  o f  o rd e r  lO m F   th a t  c o u ld   b e 

c h a rg e d   to   2.5 kV   w o u ld   p ro b a b ly   h av e  b e e n   c h e a p e r  a n d   s im p le r  th a n  

th e   d y n a m o .  D is c h a rg e   o f s u c h   a  c a p a c ito r  th ro u g h   a  coil  c o m p a ra b le   to  

th a t  u se d   b y   K a p itz a   c o u ld   h av e  p r o d u c e d   fields  c o m p a ra b le   to   th o se  

a c h ie v e d   w ith   th e   d y n a m o .  I n d e e d   T .  F .  W all  (1924),  an  e n g in e e r  at



Download 1.07 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2020
ma'muriyatiga murojaat qiling