Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)
Шрифт:
физика Капицы, создавшего специальные мощные генераторы, которые замыкались
накоротко, создавая токи огромной силы, пропускавшиеся по массивным проводам;
провода шипели и трещали, как рассерженные змеи, а в окружающем пространстве
возникало магнитное поле колоссальной силы… Капица был пионером в создании
лабораторий-заводов с мощным оборудованием… Сейчас, в связи с созданием
атомной бомбы и развитием исследований по физике атомного ядра, такие
лаборатории
Однако директором Монд-лаборатории П.Л.Капица пробыл недолго. Пришло время
возвращаться на родину, надо было налаживать научную работу в Москве — создавать
Институт физических проблем Академии наук СССР. Главными темами научных
исследований этого института стали магнетизм и сверхнизкие температуры.
Обе эти проблемы должны были решаться комплексно, с участием физиков-
экспериментаторов и физиков-теоретиков. Капица думал о том, что их работа в
рамках единого института будет способствовать общему прогрессу исследований. По
его замыслу здесь должны были работать первоклассные ученые, полностью отдавшие
себя научному творчеству.
Однако Капица приехал в Москву, не имея ни сотрудников, ни научной школы.
Готовых кадров не было. А может, это и неплохо — создавать новые направления и
традиции.
Несколько лет заняло формирование и обучение основного и вспомогательного
состава сотрудников, образование его ядра. В институте культивировалось служение
науке. Руководство его также должно было участвовать в научном процессе. Капица
не собирался отказываться от проведения собственных исследований. "Только когда
работаешь в лаборатории сам, своими руками, проводишь эксперименты, пускай часто
даже в самой рутинной их части, только при этом условии можно добиться настоящих
результатов в науке, — писал он. — Чужими руками хорошей работы не сделаешь.
Человек, который отдает несколько десятков минут для того, чтобы руководить
научной работой, не может быть большим ученым. Я, во всяком случае, не видел и
не слышал о большом ученом, который бы так работал, и думаю, что этого вообще
быть не может. Я уверен, что в тот момент, когда даже самый крупный ученый
перестал работать сам в лаборатории, он не только прекращает свой рост, но и
вообще перестает быть ученым".
Наконец, институт укомплектован, в нем ведутся исследования… "Мне кажется,
цель достигнута, и институт можно считать не только одним из самых передовых в
Советском Союзе, но и в Европе", — писал радостный Капица.
На установке для получения сверхсильных магнитных полей кавендишцы — механик
Пирсон
них был зафиксирован новый рекорд — получено импульсное магнитное поле в 50 Тл.
Мировая наука остро нуждалась в сверхсильных магнитных полях. Физики
циклотронной лаборатории Гарвардского университета, например, мечтали о полях
хотя бы 20 Тл, которые могли бы заметно искривлять траектории частиц, попадающих
в толстые фотоэмульсии. Они использовали конденсаторные батареи.
Мощные конденсаторные батареи за 0,00001 с могли обеспечить получение
электрической мощности 1 млн. кВт или 1 млрд. Вт (мощность Днепрогэса 600 тыс.
кВт), удалось получить магнитное поле более 100 Тл. Внезапное высвобождение
огромной энергии происходило с грохотом, напоминающим удар грома.
Вся эта лавина энергии загонялась в один-единственный массивный виток. Как
показал П.Л.Капица, соленоиды обычного типа с намотанной на них медной
проволокой, "выживают" лишь в полях до 30…35Тл. Соленоиды "биттеровского"
типа, изготовленные из медных дисков, оказались устойчивее, но и они выдерживали
магнитные поля не выше 50…70 Тл. Соленоиды не в состоянии противодействовать
огромным усилиям, возникающим в таких полях. Особенно слабым местом казалась
межвитковая изоляция. Чтобы от нее избавиться, пришлось перейти на один-
единственный массивный виток, который вместе с держателем изготовили из меди,
закаленной стали или бериллиевой бронзы.
Цель экспериментов — выяснить, насколько различные металлы могут противостоять
механическим и тепловым воздействиям сверхсильных импульсных полей. Эксперименты
показали, что ни один металл не может без разрушения выдержать усилия,
возникающие в магнитном поле 100 Тл. Казалось бы, этим и будут ограничены успехи
физики сверхсильных полей. Однако современными учеными, по-видимому, найден
выход из этого затруднительного положения. Он заключается в применении
"бессиловых" обмоток, где используются принципы наложения противоположно
направленных сил.
Разработано большое число бессиловых и малосиловых обмоток. Бессиловые обмотки —
это последняя надежда физиков на получение устойчивых полей в неразрушающихся
обмотках в том случае, если не будут открыты более прочные и тугоплавкие
материалы.
Сильные магнитные поля при разрядке мощных конденсаторных батарей на
биттеровский соленоид, иногда запеченный для прочности в керамику, или на