Piotr Leonidovich Kapitza, 9 July 1894 8 April 1984


Download 1.07 Mb.
Pdf ko'rish
bet4/9
Sana30.11.2017
Hajmi1.07 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

a n d

  K

a z a n

1 9 3 4 -4 6

T h e   I n s titu te   fo r  P h y sic a l  P ro b le m s   (see  re fe re n c e s   G 7   a n d   G 2 8 )  w as 

in  p a r t  a lm o s t  a  C h in e s e   c o p y   o f th e   M o n d   w ith   a  lo n g   m a g n e t  h a ll  a n d  

a d ja c e n t  re s e a rc h   ro o m s ,  a  liq u e fie r  ro o m   w ith   a  lig h t  ro o f a n d   o f c o u rse  

m u c h   o f  th e   o rig in a l  M o n d   e q u ip m e n t  o r  d u p lic a te s ,  su c h   as  th e  

d is tin c tiv e -lo o k in g   c e n tra l  s w itc h b o a rd   a n d   th e   d is tr ib u tio n   b o a rd s   in 

e a ch   ro o m .  H o w e v e r,  in   o th e r   re s p e c ts   th e   a c c o m m o d a tio n   w as  o n  a 

r a th e r   g r a n d e r   scale  th a n   th e   M o n d .  T h e   D ir e c to r ’s  office  w as  im m e n se , 

th e r e   w as  a  larg e  m e e tin g   h a ll  a n d   c o n s id e ra b le   office  sp ace.  T h o u g h   th e  

a d m in is tra tio n   w as  in e v ita b ly   la rg e r  th a n   in   th e   M o n d ,  K a p itz a   s u c ­

c e e d e d   in   k e e p in g   it  to   a  m in im u m   b y   e lim in a tin g   m u c h   o f th e   e la b o ra te  

p a p e r   w o rk   in v o lv e d   in   p la n n in g   a n d   fin an ce  th a t  w as  u su a l  in   m o s t 

S o v ie t  in s titu te s .  H e   w as  fo n d   o f  say in g   th a t  o v e r-e la b o ra te   p la n n in g   in 

re s e a rc h   w as  r a th e r   like  a  d o c to r  h a v in g   to   p re s c rib e   m e d ic in e   fo r  an 

illn e ss  h is  p a tie n t  w o u ld   h a v e   in   a  y e a r ’s  tim e .  In   a  r e p o r t  to   th e  

P ra e s id iu m   o f  th e   A c a d e m y   o f  S c ien c e s  (G 2 8 )  h e  said:

‘T h e   F in a n c e   p e o p le   w a n te d   to   in tro d u c e   th e   so -c a lle d   th e m a tic  

a c c o u n tin g   w h e re b y   e x p e n d itu re   w as  re p o r te d   in   d e ta il  fo r  each   line 

o f  re s e a rc h .  I n   m y   c o rre s p o n d e n c e   w ith   th e   C o m m is s a ria t  I  asked: 

“ W h e n   lo o k in g   a t  a  R e m b ra n d t  p ic tu re   are  y o u   really   in te re s te d   in 

th e   g re a t  a r tis t’s  e x p e n d itu re   fo r  b ru s h e s   a n d   canvas?  T h e n   w h y   are 

y o u   so  in te re s te d   in   th e   c o st  o f  e q u ip m e n t  a n d   m a te ria ls   w h e n   you  

c o n s id e r  re s e a rc h ? ”  A   fru itfu l  re s e a rc h   is  w o rth   in c o m p a ra b ly   m o re  

th a n   th e   e x p e n d itu re   in v o lv e d   in   it.  T h e   cost  o f  re se a rc h   in  m o n ey  

te rm s   is  in c o m m e n s u ra b le   w ith   its  c u ltu ra l  v alu e.  I  asked:  “ H o w  

m u c h   fu n d s   in  th e   C o m m is s a ria t’s  o p in io n   sh o u ld   Isaac  N e w to n  

h av e  b e e n   giv en   fo r  his  w o rk   w h ic h   c u lm in a te d   in   th e   d isc o v e ry   o f 

u n iv e rs a l  g ra v ita tio n ? ”  Y et  th e   C o m m is s a ria t  re m a in e d   a d a m a n t  .  .  . 

a n d   I  th in k  th e y  w o u ld  h av e g a in e d  th e  u p p e r  h a n d  w ere it n o t fo r th e  

in te rv e n tio n   o f  th e   U .S .S .R .  C o u n c il  o f  P e o p le ’s  C o m m issa rs. 

F in a lly   o u r  I n s titu te   w as  g iv en   a  sim p lified   fin ancial  sy ste m   w h ic h  

sav ed   th e   d ire c to r  fro m   e v e ry d a y   tro u b le s   a n d   e n d le ss  “ c o m b in a ­

tio n s ”  o f  w o rk .  U n d e r   th e   n e w   sy ste m ,  fo r  ex a m p le,  th e   in s titu te  

e m p lo y s  a sin gle  b o o k k e e p er,  a n d  w h e n  w e are  s h o rt- h a n d e d  he  finds 

tim e   to  h e lp   us  in  te s tin g   e q u ip m e n t,  ta k in g   re c o rd s  a n d   m ak in g  

m e a s u r e m e n ts .’

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 



354

Biographical  Memoirs

T h e   I n s titu te   w as  a ttra c tiv e ly   site d   w ith   g a rd e n s   a n d   p a rk s  a ro u n d   it, 

a n d   th e   livin g   q u a rte rs   looked  o u t  on  a  te n n is   c o u rt,  w h ic h   b ecam e  a 

sk a tin g   rin k   in  w in te r.  T h e r e   w as  a  m a g n ific e n t  h o u se   close  by  fo r  th e  

K a p itz a s,  w h ic h   th e   R u ssia n s  called   th e  ‘C o tta g e ’  ( u n d e r  th e   im p re ssio n  

th a t  th is   w as  th e   E n g lish   w o rd   for  any  d e ta c h e d   ho u se)  even  th o u g h   th e  

h o u se   looked  m o re   like  a  sm all  palace.  N o t  only  w as  th e   I n s titu te   well 

e q u ip p e d ,  b u t  it  also  p ro v id e d   a  h ig h   s ta n d a rd   o f  tec h n ic a l  assistan ce. 

In d e e d   K a p itz a   h a d   an  e x tra o rd in a ry   flair  fo r  p ic k in g   go od   p e o p le   to 

assist  h im .  T h e   g lassb lo w e r,  A.  V.  P e tu sh k o v ,  w as  a  v irtu o s o   w h o   loved 

th e   ch a llen g e   o f  a  difficu lt  p ro b le m .  S im ila rly ,  th e   se n io r  m e c h a n ic s 

M in a k o v   a n d  Y akovlev,  a n d   K a p itz a ’s p e rso n a l  a ssista n t  S.  I.  F ilim o n o v , 

w h o  la te r  g o t  a  d o c to ra te   a n d   b ecam e  an  im p o rta n t  m e m b e r  o f  th e  

scientific  staff,  w ere  all  m a s te rs   o f  th e ir  craft.  A n o th e r  key  fig ure  w as 

K a p itz a ’s  se cre ta ry ,  O leg  P isarz h e v sk i,  w h o   w as  able  to  sh ie ld   K a p itz a  

fro m   m a n y   a d m in is tra tiv e   ch o res.  L a te r  he  left  to  b eco m e  a  scientific 

jo u rn a lis t  an d   w as  re p la c e d   by   P avel  R u b in in ,  a  m an   of m a n y   p a rts ,  w ho 

again   w as  w ell  able  to  deal  w ith   m a n y   m a tte rs   on  his  o w n   in itia tiv e .

T h e   m a in   th e m e s  o f  th e  I .F .P .  for  its  first  20  years  o r  so  w ere 

e sse n tia lly   th e   sam e  as  th o se   o f th e   M o n d :  m a g n e tis m   a n d   low   te m p e ra ­

tu re   p h y sic s,  th o u g h   late r  th e   scop e  w as  e x te n d e d   to  in c lu d e   p lasm a  

p h y sics,  w h ic h   b e c am e   K a p itz a ’s  c h ie f p e rso n a l  in te re s t.  H is  first  p ro je c t 

(44)  in  M o sco w   w as  to  e x te n d   his  e a rlie r  Z e e m a n   effect  e x p e rim e n ts   to 

th e   th re e fo ld   h ig h e r  m a g n e tic   fields  o f  th e   d y n a m o   m e th o d .  O n ce  again 

th e   e x p e rim e n ts   co n firm e d   th e   v a lid ity   o f  th e   th e o ry   u p   to  th e   h ig h e st 

fields  an d   n o th in g   v ery   e x c itin g   tu rn e d   u p ,  b u t  th is  w o rk   w as  a  m o ra le  

b o o s te r  in  d e m o n s tra tin g   th a t  th e  C a m b rid g e   e q u ip m e n t  w as  able  to 

w o rk ju s t  as  effectively  in  its  new   e n v iro n m e n t.  I t w as  also  so m e w h at  o f a 

sw an  so n g   b ecau se  th is   w as  th e   last  tim e   th e   h ig h   field  e q u ip m e n t  was 

u sed.  I t  re m a in e d ,  h o w ev er,  e n s h rin e d   in  its  m a g n e t  hall  a n d   b ecam e 

esse n tia lly   a  m u se u m   piece  to  show   to  v isito rs.

In   p a ra lle l  w ith   th is   h ig h   field  w o rk ,  ra p id   p ro g re ss  w as  b e in g   m ad e  in 

c o m p le tin g   th e   cry o g en ic  facilities,  an d   K a p itz a   took  u p   tw o  new   lines  of 

rese a rc h   th a t  b ecam e  his  m ain   p re o c c u p a tio n   fo r  th e   n e x t  te n   years.  O n e 

o f th ese,  th e   stu d y   o f th e   tra n s p o rt p ro p e rtie s   o f h e liu m   II  (liq u id   h e liu m  

below   its  Appoint)  led  to  a  series  of re m a rk a b le   d isco v eries  an d   th e  aw ard  

o f  tw o  N o b e l  prizes:  one  to  L a n d a u   fo r  his  th e o ry   o f  q u a n tu m   liq u id s, 

b a sed   largely  on  K a p itz a ’s  e x p e rim e n ts   a n d   th e   o th e r,  v ery   b e la ted ly ,  to 

K a p itz a   h im self.  T h e   seco n d   line  of  rese a rc h   w as  m o re   tec h n ica lly  

o rie n ted :  th e   d e v e lo p m e n t  o f  a  new   a n d   m o re   efficient  m e th o d   of 

liq u e fy in g   air  a n d   h en ce,  by   fra c tio n a l  d istilla tio n ,  o f  m a n u fa c tu rin g  

oxygen  on  an  in d u stria l  scale.

K a p itz a ’s  in te re s t  in  liq u id   h e liu m   w as  stim u la te d   by  th e   K e e s o m s ’ 

d iscovery   (1936)  of  th e   e x tra o rd in a rily   h ig h   th e rm a l  c o n d u c tiv ity   of 

h e liu m   II  a n d   by  th e   e x p e rim e n ts   o f  A llen,  P eierls  &  U d d in   (1937), 

w h ich   sh o w ed   a  n o n lin e a r  d e p e n d e n c e   o f  h e a t  flow  on  te m p e ra tu re

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


Piotr  Leonidovich

355


g r a d ie n t.  T h i s   led   h im   to   th e   id ea   th a t  th e   h e a t  tr a n s p o r t  m ig h t  be 

a sso c ia te d   w ith   c o n v e c tio n ,  b r o u g h t  a b o u t b y   an   e x tre m e ly   low  v isc o sity , 

r a th e r   th a n   c o n d u c tio n .  T o   o b se rv e   su c h   a  low   v isc o sity ,  h o w e v e r,  th e  

liq u id   flow  m u s t  b e   th r o u g h   v e ry   fine  c h a n n e ls ,  o th e rw is e   it  w o u ld   b e 

g o v e rn e d   e n tire ly   b y   tu r b u le n c e ,  a n d   to  ach iev e  th is   K a p itz a   s tu d ie d   th e  

ra d ia l  flow  u n d e r   g ra v ity   o f th e   liq u id   b e tw e e n   tw o   o p tic a l  flats  se p a ra te d  

b y   a  g ap   o f  o r d e r   1  p m   o r  less.  T h e   re s u lt  w as  th a t  th e   v isc o sity   w as 

in d e e d   m a n y   o r d e r s   o f  m a g n itu d e   less  th a n   h a d   b e e n   in fe rre d   fro m  

p re v io u s   e x p e rim e n ts   in   w h ic h   th e   flow  m u s t  h av e  b e e n   t u r b u le n t  ra th e r  

th a n   la m in a r.  I n d e e d   K a p itz a   w as  ab le  to   set  o n ly   an   u p p e r   lim it  to   any 

p o ssib le  v isc o sity   a n d   s u g g e ste d ,  b y  an a lo g y  w ith   s u p e rc o n d u c tiv ity ,  th a t 

b e lo w   th e   Appoint  liq u id   h e liu m   b e c a m e   a  ‘s u p e rf lu id ’.

B y  c o in c id e n c e ,  sim ila r  re s u lts   w e re   b e in g   o b ta in e d   in  C a m b rid g e   b y  

A llen   &  M is e n e r   a t  th e   sam e  tim e ,  th o u g h   e n tire ly   in d e p e n d e n tly .  T h e i r  

flow  w as  th r o u g h   fine  c a p illa rie s  r a th e r   th a n   th r o u g h   a  n a rro w   g ap   a n d  

th e y  to o  f o u n d  o n ly  an u p p e r  lim it (c o m p a ra b le  to   K a p itz a ’s re s u lt) to  any  

p o ssib le   v isc o sity .  T h e   C a m b rid g e   g ro u p   first  le a rn t  o f  th e   M o sco w  

e x p e rim e n ts   fro m   W .  L .  W e b s te r,  w h o   h a d   b e e n   v isitin g   K a p itz a ,  a n d  

sh o w e d   C o c k c ro ft  th e   n o te   K a p itz a   h a d   s e n t  to 

N ature.  C o c k c ro ft  th e n  

w ro te  to   K a p itz a  a b o u t th e   C a m b rid g e   w o rk   a n d   s e n t  a n o te   o f A llen   a n d  

M is e n e r ’s  re s u lts   to  

N

a

tu

re,

  in  w h ic h   th e y   c o m m e n te d   th a t  K a p itz a ’s 

e x p la n a tio n  o f th e  h ig h  h e a t c o n d u c tiv ity  b y  c o n v e c tio n  w as p ro b a b ly  too 

sim p le .  T h e   tw o   n o te s  a p p e a re d   to g e th e r  ((43)  a n d   A llen   &  M is e n e r 

1938),  th o u g h   th e   a p p e n d e d   d a te s  o f  s u b m is s io n   (3  a n d   22  D e c e m b e r 

1937)  im p ly   a  slig h t  p r io r ity   fo r  K a p itz a .

D u r in g  th e   s h o rt  re m a in in g  tim e   b e fo re  th e   in te r r u p tio n  o f th e  w a r,  an 

in te n s e   e ffo rt  b o th   in   M o sco w   a n d   in  th e   W e st  w e n t  in to   try in g   to 

u n d e r s ta n d   th e   b e h a v io u r  o f  h e liu m   I I   m o re   fu n d a m e n ta lly .  I m p o r ta n t 

c o n tr ib u tio n s   w e re   m a d e   b y   A llen   &  Jo n e s,  w h o   d isc o v e re d   th e   th e r m o ­

m e c h a n ic a l  (‘f o u n ta in ’)  effect;  b y   H .  L o n d o n ,  w h o   p re d ic te d   th e   in v erse 

m e c h a n o c a lo ric  effect;  b y   D a u n t  &  M e n d e ls s o h n ,  w h o   d e m o n s tra te d  th is 

in v erse  effect;  a n d  b y  T is z a ,  w h o  p ro d u c e d  a p h e n o m e n o lo g ic a l  tw o -flu id  

th e o ry ,  th o u g h   w ith o u t  an y   s o u n d   fu n d a m e n ta l  b asis.  T h e   decisive 

re s u lts   w ere,  h o w e v e r,  o b ta in e d   in  a  series  o f  in g e n io u s  e x p e rim e n ts   by 

K a p itz a   (47,  48).  I t w as  th is  w o rk  th a t  e n a b le d   L a n d a u   (1941)  to  d ev elo p  

a  fu n d a m e n ta l  q u a n tu m   th e o ry   o f liq u id   h e liu m   th a t p ro v id e d   a  rig o ro u s 

b asis  fo r  th e   tw o -flu id   id ea  a n d   also  led   to   im p o rta n t  n e w   p re d ic tio n s .

T h e   m a jo r  re s u lt  o f  th e   e x p e rim e n ts   w as  to  sho w   th a t  h e a t  flow  w as 

a c c o m p a n ie d   by   m e c h a n ic a l  flow.  T h u s   w h e n   h e a t  flow ed  fro m   a  closed 

b u lb   c o n ta in in g   h e liu m   I I   th ro u g h   a  c a p illa ry   in to   a  b a th   o f h e liu m   I I ,  a 

lig h t v a n e   s u s p e n d e d  o p p o site  th e  m o u th   o f th e   c a p illa ry  c o u ld  be  seen to 

d eflect.  A   r a th e r   s p e c ta c u la r  d e m o n s tra tio n   o f  th e   effect,  in v o lv in g   a 

m a s te rp ie c e  o f P e tu s h k o v ’s g lassb lo w in g  a rt, w as p ro v id e d  by  a m in ia tu re  

re a c tio n   tu rb in e   c o n sistin g   o f  six  ca p illa rie s  ra d ia tin g   o u t  o f a  b lac k e n e d  

closed b u lb   a n d  b e n t  n e a r  th e ir  e n d s  to  p o in t  r o u n d  th e   c irc u m fe re n c e   of

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


356

Biographical  Memoirs

th e   circle.  T h is   w hole  ‘s p id e r ’,  as  K a p itz a   called  it  (in  sp ite  of  its 

en to m o lo g ical  in ad e q u a c y ),  w as  m o u n te d   on  a  n e e d le   p iv o t  a n d   w h en  

lig h t  sh o n e  on  th e  b u lb   th e   s p id e r  b eg an   to  sp in   ra p id ly ,  u p   to  120 

re v ./m in ,  in  rea c tio n   to  th e   liq u id   flow ing  o u t  o f  its  legs.

T h is   ou tflow   o f liq u id   a c c o m p a n y in g   h e a t  flow  im m e d ia te ly   raised   th e  

q u e s tio n   o f  how   th e   a m o u n t  o f  liq u id   in  th e  closed  b u lb   w as  c o n serv e d . 

A t  first  K a p itz a   p ro p o se d   th a t  th e re   w as  a  c o m p e n s a tin g   flow  in w a rd s 

re s tric te d   to  a  th in   lay er  close  to  th e   cap illary   w all  an d   h a v in g   a  d iffe re n t 

h eat  c o n te n t  fro m   th e   b u lk   liq u id   b ecause  o f  p ro x im ity   to  th e   w all. 

H o w e v er,  a  m o re   c o n v in c in g   e x p la n a tio n   w as  p ro v id e d   by   L a n d a u ’s 

th e o ry ,  a c c o rd in g   to  w h ich   th e   inflow ing  liq u id   w as  th e   su p e rflu id  

c o m p o n e n t  o f th e   tw o -flu id   e n sem b le.  T h is   c o m p o n e n t  e x e rte d   n o  force 

on  th e   cap illary   o r  th e  su s p e n d e d   vane  a n d   c a rrie d   no  e n tro p y ,  w hile  all 

the  e n tro p y   of  th e   liq u id   w as  c o n c e n tra te d   in  th e   o u tflo w in g   n o rm a l 

c o m p o n e n t  th a t  deflected  th e   vane  o r  m ad e  th e  s p id e r  ro ta te .  In   his 

seco nd   stu d y   (48)  K a p itz a   u sed   a  so m e w h at  d iffe re n t  e x p e rim e n ta l 

a rra n g e m e n t  in w h ic h   liq u id   c o u ld  be  m ad e to  flow  in to  a b u lb   c o n ta in in g  

a  h e a te r  an d   th e rm o m e te r  th ro u g h   a  v ery  n a rro w   c h a n n el  (a  gap  b e tw e en  

flats,  as  in  his  s u p e rflu id ity   e x p e rim e n ts).  H e   fo u n d   th a t  for  sufficiently 

low  p o w e r  in  th e   h e a te r  th e re   w as  no  te m p e ra tu re   differen ce  b e tw e en  

in sid e  an d   o u tsid e   an d   in  th is  reg im e  th e   p o w e r  in  th e   h e a te r w as  d ire c tly  

p ro p o rtio n a l  to  th e   rate   o f m ass  flow  in to   th e   b u lb .  T h e   d e ta ile d   analysis 

of  th ese   e x p e rim e n ts  p ro v id e d   a  q u a n tita tiv e   co n firm a tio n   of  th e   tw o- 

fluid  th e o ry   a c co rd in g   to  w h ic h   o n ly  th e  s u p e rflu id   c o m p o n e n t,  c a rry in g  

no  e n tro p y ,  co u ld   flow  in to   th e   b u lb .

In   th e   co u rse  of th ese  stu d ie s  K a p itz a   also  d isco v ered   th a t  if h e a t  flows 

fro m  a  solid  su rface  in to   h e liu m   II  th e re   is  a  te m p e ra tu re   d isc o n tin u ity   at 

th e  surface.  T h is   has  com e  to  be  k n o w n   as  th e   ‘K a p itz a   b o u n d a ry   effect’ 

an d   has  b een   th e  su b je c t  of  m u c h   stu d y   in  p o stw a r  years.  A ll  th is  w ork 

was  b ro k e n   off in  1941  w h en   th e   S o viet  U n io n   w as  in v ad e d ,  an d  K a p itz a  

h im se lf  d id   n o t  c o n tin u e   it  a fte r  th e   w ar.  H o w ev er,  he  d id   actively 

e n co u rag e  fu rth e r   w ork  an d   tw o  o f  th e   m o st  strik in g   new   p re d ic tio n s   of 

L a n d a u ’s  th e o ry   w ere  co n v in c in g ly   co n firm e d   in  his  In s titu te .  O n e  was 

th e  ex istence  o f  ‘seco n d   s o u n d ’,  essen tially   a  te m p e ra tu re   ra th e r  th a n   a 

p re ssu re   w ave,  as  E.  M .  L ifsh itz   (1944)  p o in te d   o u t,  w h ic h   w as  d e m o n ­

stra te d   by  P eshk o v   (1944).  T h e   o th e r  was  an  eleg an t  an d   d ire c t  d e m o n ­

stra tio n   of  th e   tw o -flu id   th e o ry   by  A n d ro n ik a sh v ili  (1946),  w ho   show ed 

th a t  th e   m o m e n t  of in e rtia   of a  pile  o f closely  p ack ed  disks  w as  en h a n ce d  

by  only  th e  n o rm a l  c o m p o n e n t  o f  th e   liq u id   b e tw e en   th e   discs.  A n 

e n te rta in in g   a c co u n t  o f all  th is  w ork  is  given  in  A n d ro n ik a s h v ili’s  (1980) 

m em o irs.

K a p itz a ’s  o th e r  m ajo r  rese a rc h   effort  at  th is  tim e   w as  th e   d e v e lo p m e n t 

of  a  new   m e th o d   o f  liq u e fy in g   air,  w ith  a  view   to  sim p lify in g   an d  

ch e ap e n in g   th e   larg e-scale  p ro d u c tio n   of  o xygen  fo r  in d u stria l  use.  T h e  

m eth o d s  th e n   in  use  achieved  th e  final  cooling  by  the  Jo u le —'T h om son

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


Piotr  Leonidovich  K apitza

357


effect,  w h ic h   in v o lv es  h ig h   p re s s u re s ,  so  th a t  th e   m a c h in e ry   w as  in e v it­

ab ly   b u lk y   a n d   e x p e n siv e .  K a p itz a   (45,  P I 3)  p ro p o se d   in ste a d   th e   use  o f 

an  e x p a n sio n   tu r b in e ,  re q u ir in g   o n ly   a b o u t  5 a tm ,  to   cool  th e   air  all  th e  

w ay  to   its  liq u e fa c tio n   te m p e ra tu re ,  a n d   sh o w ed   th a t  w ith   a  n ovel 

ra d ia l-a x ia l d e sig n  a h ig h e r efficiency c o u ld  b e ach ie v e d  th a n  w as p o ssib le  

w ith   th e   c o n v e n tio n a l  im p u lse   ty p e   o f tu rb in e .

T h e  w o rk in g  o u t o f th e  w h o le sc h em e  in v o lv e d  a p ro fo u n d  u n d e r s ta n d ­

in g  o f  b o th   p h y sic a l  a n d   e n g in e e rin g   p rin c ip le s ,  a n d   th e   su ccessfu l 

c o n s tru c tio n   o f  a  la b o ra to ry -s c a le   liq u e fie r  in   less  th a n   2  y e a rs  w as  a 

c o n s id e ra b le   a c h ie v e m e n t.  T h e   m a c h in e   d e liv e re d   a b o u t  30 kg  o f  liq u id  

a ir  p e r  h o u r   a fte r  a  s ta r t- u p   tim e   o f  o n ly   a b o u t  20  m in   a n d   w ith   an 

e x p e n d itu re   o f  1.2 k W h  k g - 1 ,  a  go o d   p e rfo rm a n c e   even   b y  to d a y ’s 

s ta n d a rd s .  A n   im p o r ta n t  p a rt  o f  th e   d esig n   w as  h o w   to  o v e rc o m e   th e  

in sta b ilitie s   asso c ia te d   w ith   th e   v e ry   fast  ro ta tio n   o f  th e   tu rb in e   ro to r. 

T h e   analy sis  in v o lv e d   w as  p re s e n te d   in  a  se p a ra te   p a p e r  (46)  a n d   th e  

m e th o d s   w ere  p a te n te d   ( P I 2,  P I 6).  P.  B.  M o o n   (1978)  in  h is  R u th e rfo rd  

L e c tu re ,  m a in ly  a b o u t o th e r a p p lic a tio n s o f h ig h -s p e e d   ro to rs,  c o m m e n ts 

e n th u s ia stic a lly   o n   th e   elegance  o f  K a p itz a ’s  analysis,  w h ic h   he  fo u n d  

d ire c tly   a p p lic a b le   to   his  o w n   w o rk .

S h o rtly   a fte r  R u ssia   e n te re d   th e   w ar,  th e   I .F .P .,  to g e th e r  w ith   m an y  

o th e r  A c a d e m y   in s titu tio n s ,  w as  e v a cu a ted   to   K a z a n ,  w h ere  th e   e q u ip ­

m e n t  w as  set  u p   in  th e   U n iv e rs ity ,  a n d   on e  o f  th e   m ain   efforts  w as  th e  

ra p id   d e v e lo p m e n t  o f  an  in d u stria l-s c a le   p la n t  fo r  ox yg en  p ro d u c tio n  

b a se d  on  th e  e x p a n sio n  tu rb in e  m e th o d .  I t w as a re m a rk a b le  a c h ie v e m e n t 

th a t in  sp ite  o f th e  v ery  difficult c o n d itio n s  (lack o f fuel,  e x tre m e  sh o rta g e  

o f food ,  etc.)  a  larg e-scale  p ilo t  p la n t  w as  successfu lly   c o m p le te d   d u rin g  

th e  tw o years th a t th e   e v a cu a tio n   lasted .  K a p itz a  w as  a p p o in te d   h e a d  o f a 

n ew   g o v e rn m e n t  d e p a rtm e n t  d ealin g   w ith   oxygen  p ro d u c tio n   a n d   a fte r 

th e  r e tu r n  fro m  ev a cu a tio n  in  1943  h e w as also in ch a rg e  o f a fac to ry  b e in g  

b u ilt  at  B alash ik h a  n e a r  M osco w .  A ll  th is  w o rk   re s u lte d   in   a  n u m b e r   of 

p a te n ts   ( P I 4—P I 8).  H is  d e sig n   o f e x p a n sio n   tu rb in e   has  p ro v e d   to   be  th e  

basis  o f  m u c h   o f  th e   w o rld ’s  in d u stria l  p ro d u c tio n   o f  oxygen  a n d   his 

p io n e e r  w o rk   is  still  g rea tly   re sp e c te d   b y   in d u stria l  e n g in eers.

K a p itz a   received   m an y   official  rec o g n itio n s  o f  his  ach ievem en ts: 

ele c tio n   as  a  full  A cad em ician   in  1939,  S ta lin   p riz e s  in  1941  a n d   1943, 

O rd e rs   o f  L e n in   in  1943  a n d   1944,  an d   fo r  his  oxygen  w o rk  th e   title   of 

H e ro   o f  S o cialist  L a b o u r  to g e th e r  w ith   a  th ir d   O rd e r  o f  L e n in   an d   th e  

H a m m e r  a n d   Sickle  g o ld  m ed al  in  M ay   1945.  B u t  soon  a fte rw a rd s  th e re  

w ere  o m in o u s  signs  th a t  all  w as  n o t  w ell.  T o   q u o te   A n d ro n ik ash v ili 

(1980):


‘A ll  so rts  o f  o d d   th in g s  b eg an   to  h a p p e n   in  th e   In s titu te   in  th e  

s p rin g   o f  1946.  C o m m issio n s  k e p t  a rriv in g   to  in v estig ate  th e   a c tiv ­

ities  o f  th e   In s titu te   a n d   th e n   th e   sta tu s  o f  th e   co m m issio n s  got 

h ig h e r  w ith   th e   arriv al  of  M in iste rs.  T h e y   b eg an   to  in v estig ate

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


358

Biographical  Memoirs

K a p itz a ’s  oxy g en  p ro je c t.  T h e y   spoke  b a d ly   o f  th e   fac to ry   at 

B a la sh ik h a — n o t  p ro d u c tiv e   e n o u g h ,  u n e c o n o m ic a l  .  .  .  late  in 

m e e tin g   its  ta rg e ts   etc  .  .

All  th is   c u lm in a te d   in  th e   s u m m e r  of  1946  in  a  c u rt  a n n o u n c e m e n t  on 

th e   b u lle tin   b o a rd   th at:

‘P.  L .  K a p itz a ,  h a v in g  sh o w n   a  cav alier a ttitu d e   to  b o th   S o v iet  an d  

fo re ig n   a c h ie v e m e n t  in  th e   te c h n o lo g y   o f  o x yg en  p ro d u c tio n   an d  

h a v in g   failed  to  m ee t  th e   sc h e d u le d   d a te s  fo r  in tro d u c in g   new  

in sta lla tio n s  in to   th e   m e ta llu rg ic a l  in d u s try ,  is  reliev ed   o f  his  d u tie s 

as  D ire c to r  o f  th e   I n s titu te   fo r  P h y sica l  P r o b le m s .’

I t  is  likely,  h o w e v e r,  th a t  th is  su d d e n   tu r n a b o u t  in  K a p itz a ’s  fo rtu n e s  

o c c u re d   fo r  q u ite   d iffe re n t  reaso n s  th a n   th o se   officially  s ta te d ,  th o u g h   no 

d o u b t  th e  fact  th a t  K a p itz a  h a d   tro d d e n   on  m a n y   toes  in  p u ttin g   th ro u g h  

his  o x y gen  p ro je c t  also  p lay ed   its  p a rt  (see  G 8 6 ).  T h e   real  rea so n   w as 

p ro b a b ly   K a p itz a ’s  refu sal  to w o rk   in  th e   o rg a n iz a tio n   set  u p   u n d e r  B eria 

(th e n   h ead   of  th e   M in is try   o f  In te rn a l  A ffairs,  w h ich   c o n tro lle d   th e  

K .G .B .* )  to  d ev elo p   th e   S o v iet  ato m   b o m b   im m e d ia te ly   a fte r  th e  

A m e ric a n   b o m b s   h a d   b een   e x p lo d e d   (see,  for  in sta n c e ,  Y o rk   1976). 

K a p itz a  is said  to  have w ritte n  to  S ta lin  th a t  B eria w as  ‘like th e  c o n d u c to r 

of  an  o rc h e s tra   w ith   th e   b a to n   in  his  h a n d   b u t  w ith o u t  a  s c o re ’.  B eria 

w a n te d   to  a rre s t  K a p itz a   fo r  su ch   in su b o rd in a tio n ,  b u t  S ta lin   in  his 

u n p re d ic ta b le   w ay,  p e rh a p s   b ec au se   he  a d m ire d   K a p itz a ’s  co u rag e, 

v eto ed   th is  p ro p o sa l  a n d   said  d ism issal  w o u ld   be  sufficient.

T h is   w as  n o t  K a p itz a ’s  first  b r u s h   w ith   th e   K .G .B .,  a n d   p e rh a p s   th e  

m e m o ry   o f th a t  e a rlie r  occasio n   m ay   have  ran k le d   a n d   also  p lay ed   a  p a rt 

in  his  d ism issal.  D u rin g   th e   g re a t  p re w a r  p u rg e s   L a n d a u   w as  a rre s te d   in 

1938  an d   K a p itz a   sh o w ed   g rea t  co u ra g e   by   in te rv e n in g   on  his  beh alf.  H e 

w ro te   to  S ta lin   saying  th a t  his  w o rk  co u ld   h a rd ly   go  on  w ith o u t  L a n d a u  

an d   late r  sen t  a  re m in d e r  to  M o lo to v .  E v e n tu a lly   he  w as  s u m m o n e d   b y  a 

h ig h -ra n k in g   K .G .B .  official  w h o   k e p t  try in g   to  offer  K a p itz a   a  fat 

do ssier.  K a p itz a   h o w ev er  su cceed ed   in  o u tfa c in g   h im ,  saying  he  u n d e r ­

sto o d  n o th in g  a b o u t legal tec h n ica litie s,  a n d  in sistin g  th a t th o u g h   L a n d a u  

m ay have  h ad   a  sh a rp  to n g u e   he w as  c e rtain ly  no  spy.  L a n d a u   w as  in d ee d  

soon  released  and   m an y   years  la te r  in  a  trib u te   fo r  K a p itz a ’s  70th 

b irth d a y   w ro te   (1964):

‘T h e s e   years  [the  late  1930s]  are  m e m o ra b le   to  m e  fo r  a n o th e r  b u t 

v ery   sad  reaso n .  B ecause  o f a  s tu p id   d e n u n c ia tio n   I  w as  a rre s te d   and  

accu sed  of b e in g   a  G e rm a n   spy.  N o w   I  can  so m e tim e s  even  find  th is 

fu n n y ,  b u t th e n  it w as no jo k e.  I  s p e n t a year in p ris o n  a n d  it w as clear 

th a t  I  c o u ld n ’t  last  a n o th e r  6  m o n th s — I  w as  sim p ly   dy in g .  K a p itz a  

w e n t  to  th e  K re m lin   an d   a n n o u n c e d   th a t  he  w o u ld   have  to   leave  his

*  T h e   fa m ilia r n a m e   K .G .B .  w ill  b e  u se d   th r o u g h o u t,  th o u g h   in  fa c t  it  w as  c a lle d   th e   N .K .V .D .  in 

th e   1930s  a n d   M .G .B .  in  th e   e a rly   1950s.

 on November 29, 2017

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/

Downloaded from 


Piotr  Leonidovich  K a p itza

359


I n s titu te   if  I  w a s n ’t  rele ase d .  I  w as  rele ase d .  I t   is  h a rd ly  n e c e ssa ry   to 

say th a t su c h   an  a c tio n   in  th o se  y e a rs  re q u ir e d  n o   little  c o u ra g e ,  g re a t 

h u m a n ity   a n d   c ry s ta l-c le a r  h o n e s ty .’



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