В одній зі своїх статей П. Л. Капица вказував, що вже в той час (в 20-і роки) стан техніки дозволяло зробити конденсаторні батареї, які могли б створити поле 200…300 Тл. Однак технічні труднощі виявилися настільки великі, що тільки лише через 40 років таким способом удалося одержати поля, про які говорив П. Л. Капица. Планомірні дослідження в магнітних полях до 32 Тл Капице вдалося також провести c допомогою імпульсного генератора. Поле імпульсного генератора, що займало обсяг усього 2 див3, стало верхньою границею впевнено одержуваного магнітного поля. Аж до цієї границі Капица разом з іншими вченими досліджував явища Зеемана й Пашена Бека, магнитосопротивление, магнітострикцію й інші ефекти. Рекорди, поставлені П. Л. Капицей, залишалися недоторканими більше 20 літ

Вони були побиті лише в 50-х роках. Створення лабораторії імені Монда. П. Л. Капица, по думці Резерфорда, повинен був би згодом стати його спадкоємцем по Кавендишской лабораторії. Резерфорд підтримав речення Капици побудувати спеціальну лабораторію для досліджень у сильних магнітних полях і при наднизьких температурах і навіть дістав відповідні кошти. Рішення питання сильно полегшувалося тим, що авторитет Капици в Кембриджі вже був надзвичайно високий - його обрали навіть членом Лондонського Королівського суспільства, тобто англійським академіком. Невеликий сучасний будинок лабораторії імені Монда, директором якої був призначений П. Л. Капица, піднялося на древній кембриджській землі поруч зі старими корпусами коледжу, урочисте відкриття якого відбулося в лютому 1933 р. у присутності прем’єр-міністра Великобританії С. Болдуина й, зрозуміло, Э. Резерфорда. "…у Кембриджі була все-таки одна дорога лабораторія, обладнана по останньому слову техніки

Я маю на увазі лабораторію російського фізика Капици, що створив спеціальні потужні генератори, які замикалися накоротко, створюючи струми величезної сили, що пропускалися по масивним проводам; проведення сичали й тріскотіли, як розсерджені змії, а в навколишньому просторі виникало магнітне поле колосальної сили… Капица був піонером у створенні лабораторій-заводів з потужним устаткуванням… Зараз, у зв’язку зі створенням атомної бомби й розвитком досліджень по фізиці атомного ядра, такі лабораторії стали зовсім звичайними ": згадував Н. Вінер. Резерфорд був надзвичайно задоволений і новий будинок, і його встаткуванням, і особливо новим директором Монд - лабораторії. Створення й робота в Інституті фізичних проблем Академії наук СРСР Директором Монд - лабораторії П. Л. Капица пробув недовго, тому що прийшло час вертатися на батьківщину, де треба було налагоджувати наукову працю в Москві створювати Інститут фізичних проблем Академії наук СРСР. Головними темами наукових досліджень цього інституту стали магнетизм і наднизькі температури. Проблеми повинні були вирішуватися комплексно, за участю фізиків-експериментаторів і фізиків-теоретиків. Капица думав про те, що їхня робота в рамках єдиного інституту буде сприяти загальному прогресу досліджень. По його задуму тут повинні були працювати першокласні вчені, що повністю віддали себе науковій творчості Не маючи ні співробітників, ні наукової школи, ні готових кадрів Капица приїхав у Москву. А може, це й непогано створювати нові напрямки й традиції. Формування й навчання основного й допоміжного складу співробітників, утворення його ядра зайняло кілька літ

В інституті культивувалося служіння науці. Керівництво його також повинне було брати участь у науковому процесі. Від проведення власних досліджень Капица відмовлятися не збирався, тому що "тільки коли працюєш у лабораторії сам, своїми руками, проводиш експерименти, пускай часто навіть у самій рутинній їхній частині, тільки при цьому умові можна домогтися теперішніх результатів у науці",- писав він. "Чужими руками гарної роботи не зробиш. Людина, що віддає кілька десятків хвилин для того, щоб керувати науковою працею, не може бути більшим ученим. Я, у всякому разі, не бачив і не чув про великий ученого, який би так працював, і думаю, що цього взагалі бути не може. Я впевнений, що в той момент, коли навіть самий великий учений перестав працювати сам у лабораторії, він не тільки припиняє свій ріст, але й взагалі перестає бути вченим. Нарешті, інститут укомплектований, у ньому ведуться дослідження… Мені здається, ціль досягнута, і інститут можна вважати не тільки одним із самих передових у Радянському Союзі, але й у Європі"- писав радісний Капица. Кембриджські досвіди на установці для одержання сверхсильних магнітних полів кавендишци, в одному йз яких був зафіксований новий рекорд, отримане імпульсне магнітне поле в 50 Тл, допомагали продовжувати механік Пирсон і лаборант Лауэрман. Метою експериментів був з’ясувати, наскільки різні метали можуть протистояти механічним і тепловим впливам сверхсильних імпульсних полів. Експерименти показали, що жоден метал не може без руйнування витримати зусилля, що виникають у магнітному полі 100 Тл. Здавалося б, цим і будуть обмежені успіхи фізики сверхсильних полів

Однак сучасними вченими, очевидно, знайдений вихід із цього скрутного стану. Він полягає в застосуванні бессилових обмоток, де використаються принципи накладення протилежно спрямованих сил. Світова наука гостро мала потребу у сверхсильних магнітних полях. Фізики циклотронної лабораторії Гарвардського університету, наприклад, мріяли про поля хоча б 20 Тл, які могли б помітно викривляти траєкторії часток, що попадають у товсті фотоемульсії. Вони використали конденсаторні батареї. Раптове вивільнення величезної енергії відбувалося з гуркотом, що нагадує удар грому. Потужні конденсаторні батареї за 0,00001 змогли забезпечити одержання електричної потужності 1 млн. квт або 1 млрд. Вт (потужність Дніпрогесу 600 тис. квт), удалося одержати магнітне поле більше 100 Тл. Вся ця лавина енергії заганялася в один-єдиний масивний виток. Як показав П. Л. Капица, соленоїди звичайного типу з намотаної на них мідним дротом, виживають лише в полях до 30…35 Тл. Соленоїди биттеровского типу, виготовлені з мідних дисків, виявилися стійкіше, але й вони витримували магнітні поля не вище 50…70 Тл. Соленоїди не в змозі протидіяти величезним зусиллям, що виникають у таких полях. Особливо слабким місцем здавалася межвитковая ізоляція. Щоб від її позбутися, довелося перейти на один-єдиний масивний виток, що разом із власником виготовили з міді, загартованої сталі або берилієвої бронзи. У досвідах Капици було розроблено велике число бессилових і малосилових обмоток - остання надія фізиків на одержання стійких полів в обмотках, що не руйнуються, у тому випадку, якщо не будуть відкриті більше міцні й тугоплавкі матеріали Для створення полів 20…70 Тл зараз широко використаються Ссильние магнітні поля при розрядці потужних конденсаторних батарей на биттеровский соленоїд, іноді запечений для міцності в кераміку, або на окремий виток

Створення в Інституті атомної енергії імені И. В. Курчатова (С. Х. Хакимов зі співробітниками) соленоїда нового типу, що представляє собою цельноточеную спіраль із берилієвої бронзи стало значним технічним досягненням. Цей імпульсний магніт створює в зоні діаметром 8 див магнітне поле 30 Тл. Нові способи одержання сильного магнітного поля. Принцип концентрації струму. Спантеличившись знайти нові принципи одержання сильного магнітного поля, засновані не на раптовому обрушенні на соленоїд величезної енергії, а на якімсь іншому принципі, радянські електротехніки Г. А. Бабат і М. С. Лозинский в 1940 р. опублікували статтю, у якій висловили ідею про концентратор потоку Уявимо собі розрізану трубку зі струмом, замкнуту металевим поршнем з боку розрізу. Усередині трубки струм створює магнітне поле, що характеризується густотою магнітних силових ліній, тобто числом їх, що доводиться на одиницю площі перетину внутрішньої області трубки. Якщо поршень раптово ввести у внутрішню область трубки, внутрішній перетин трубки різко скоротиться. Тому що число силових ліній, зчеплених із трубкою, миттєво змінитися не може, щільність їх у перетині, що зменшився, настільки ж різко зросте. Отже, зростуть і магнітна індукція, і напруженість магнітного поля Принцип концентрації потоку звівся до того, що поле, щодо невеликої напруженості, створюється спочатку у великому обсязі, потім перетин магнітного потоку різко скорочують поле різко зростає. І

Pages: 1 2