彼得·卡皮查(Pyotr Leonidovich Kapitsa)是苏联著名的物理学家,因其在低温物理学领域的基础发明和发现,特别是液氦的超流体性质的研究成果而获得了1978年的诺贝尔物理学奖。他的研究对于理解物质在极低温度下的行为有着极其重要的意义,并且开辟了低温物理学这一学科的新纪元。通过他的工作,科学家们得以更深入地探索量子力学在宏观尺度上的表现以及超导性和超流性的奇特现象。
卡皮查1894年出生于俄国的喀琅施塔得,1918年在彼得堡工学院毕业后留校当讲师。1921年前往英国剑桥大学,在欧内斯特·卢瑟福领导的卡文迪许实验室工作,在那里进行强磁场方面的研究,1930年成为专门研究强磁场的蒙德实验室的第一任主任。1929年卡皮查被选为英国皇家学会会员。
1934年,卡皮查回国探望母亲,从此留在了苏联,被任命为物理问题研究所的所长,所需要的实验仪器由苏联政府在卢瑟福的协助下从蒙德实验室购得。1938年,卡皮查和约翰·艾伦等人发现了液态氦Ⅱ在低温下的超流体。1939年当选苏联科学院院士。
1946年8月,卡皮查因违抗贝利亚的指令,拒绝参加苏联的核武器研制计划而被革去了研究所主任的职务,被软禁在家。这期间他研究了球状闪电。斯大林去世后,卡皮查恢复了原来的职务,重新担任研究所主任,1956年后任低温物理研究所所长。1957年被选为苏联科学院主席团成员。直到1984年逝世。
是美国艺术与科学院以及丹麦、印度、波兰、瑞典、荷兰、芬兰、南斯拉夫等国科学院院士,法国物理学会、国际天文联合会会员,1945年和1974年两次获苏联社会主义劳动英雄称号。两个儿子谢尔盖卡皮查和安德烈·卡皮查也都是科学家。
低温物理学研究
卡皮查在20世纪30年代对液氦的研究中发现了超流性现象,这是一种当液氦冷却到接近绝对零度时表现出的无黏性流动状态。这一发现是低温物理学的重大突破,并为他赢得了1978年的诺贝尔物理学奖。
磁共振技术的发展
卡皮查早期的工作还包括与核磁共振相关的研究,他的实验工作促进了这一技术的发展,该技术后来在医学成像(如MRI)以及材料分析等领域得到广泛应用。
磁场中的超导体研究
他对超导体在强磁场下的行为进行了开创性的研究,特别是通过卡皮查效应(Kapitza-Dirac effect)等实验揭示了量子力学在宏观尺度上的奇异现象。
科研领导与机构建设
卡皮查是莫斯科列别捷夫物理研究所(Lebedev Physical Institute)的主要创建者之一,并长期担任所长职务,在那里培养了一大批优秀的物理学家,极大地推动了苏联物理学界的发展。
科学技术创新
在第二次世界大战期间,卡皮查还参与了军事应用科技的研发工作,例如研发高效率的涡轮机和其他先进工程技术。
荣誉与奖项
除了诺贝尔物理学奖外,他还获得了多项国际和国内的重要科学奖项,包括苏联国家奖金、列宁勋章以及其他多项荣誉称号。
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