Pjotr Kapica

Pjotr Leonidovič Kapica

Rođenje 8. srpnja 1894.
Kronštadt, Rusija
Smrt 8. travnja 1984.
Moskva, Rusija
Državljanstvo Rus
Polje Fizika
Institucija Univerzitet Cambridge,
Institut za fiziku Sovjetske akademije znanosti u Moskvi
Alma mater Moskovski državni univerzitet Lomonosov
Ruska akademija znanosti
Istaknuti studenti David Shoenberg
Poznat po Niskotemperaturna fizika, Supratekućina, Kapicin zakon, Kapicin temperaturni skok
Istaknute nagrade Nobelova nagrada za fiziku 1978.

Pjotr Leonidovič Kapica (Kronštadt, 8. srpnja 1894. – Moskva, 8. travnja 1984.), ruski fizičar. Od 1921. do 1934. radio s Ernestom Rutherfordom na Univerzitetu Cambridge. Od 1935. ravnatelj Instituta za fiziku Sovjetske akademije znanosti u Moskvi, od 1955. upravljao programom umjetnih Zemljinih satelita. Znanstveni rad započeo ispitivanjem inercije elektrona i svojstava radioaktivnoga zračenja. Najpoznatiji su mu radovi s područja magnetizma i fizike niskih temperatura. Ustanovio da električni otpor polikristalnih metalnih uzoraka u jakom magnetskom polju raste linearno s jakošću polja (Kapicin zakon, 1929.). Razvio je metode za stvaranje ekstremno jakih magnetskih polja (1924.), te ukapljivanje helija (1934.) i kisika (1939.) u industrijskim razmjerima. Otkrio je suprafluidnost (supratekućina, 1938.), uočio temperaturni skok koji se pojavljuje na granici metala preko kojega se toplina predaje suprafluidnomu heliju (Kapicin temperaturni skok, 1941). Nakon 1945. bavio se i nuklearnom fizikom. Godine 1978. dobio je, zajedno s A. A. Penziasom i R. W. Wilsonom, Nobelovu nagradu za fiziku. [1]

Supratekućina ili suprafluidnost

Glavni članak: Supratekućina
Suprafluidni helij koji se nalazi u gornjoj posudi će pomalo isticati iz nje, kap po kap, sve dok se ne isprazni.

Suprafluidnost je stanje ukapljenoga helija koje se očituje gibanjem tekućine bez trenja na ekstremno niskoj temperaturi uz očuvana adhezijska svojstva. Otkrio ju je 1937. Pjotr Leonidovič Kapica, a neovisno o njem otkrili su ju iste godine Donald Misener i John Frank Allen proučavajući pojave do kojih dolazi kada se helij ohladi na temperaturu nižu od 2.17 K. Ako se na primjer u suprafluidni helij djelomično uroni prazna posuda, po njezinim će se stijenkama u tankom sloju (do 30 nm) helij penjati i spuštati u posudu sve dok se razina helija u posudi ne izjednači s razinom okolnoga helija; ako se kapilarna cjevčica jednim krajem uroni u suprafluidni helij i osvijetli, na njezinu će gornjem kraju istjecati helij poput vodoskoka visoka do 10 centimetara (takozvani učinak vodoskoka). Danska fizičarka Lena Hau uspjela je 1999. u suprafluidu usporiti svjetlost do brzine 17 m/s, a 2001. uspjela ju je zaustaviti.

Helijevi izotopi 4He i 3He imaju različita suprafluidna stanja, a zbog različitoga broja neutrona u atomskoj jezgri (različitog spina) pripadaju različitim statistikama (kvantna statistika). Izotop helija 4He, sa spinom 0, je bozon, podvrgava se Bose-Einsteinovoj statististici, ukapljuje se na 4.2 K i prelazi u suprafluidno stanje na temperaturi 2.17 K, a izotop 3He, sa spinom 1/2, podvrgava se Fermi-Diracovoj statististici, ukapljuje se na 3.19 K, postaje suprafluidan na temperaturi 2.6 mK i ima dva različita suprafluidna stanja.

Teorijski doprinos tumačenju suprafluidnosti helijeva izotopa 4He prvi su dali Laszlo Tisza i Lev Davidovič Landau 1941. u dvokomponentnom modelu s kvazičesticama fononima i rotonima, a kvantnomehanički ju je nadogradio Richard Feynman. Objašnjenje suprafluidnosti izotopa 3He uklopilo se u poopćenu BCS-teoriju (supravodljivost). Postizanje suprafluidnosti još je vrlo skupo zbog potrebnih izuzetno niskih temperatura i iznimne čistoće helija, pa se primjenjuje uglavnom u znanstvenim istraživanjima, na primjer pri proučavanju pojedinačnih molekula plina u suprafluidu, gdje se one zbog nedostatka trenja gibaju potpuno slobodno; za održavanje osjetljivih mjernih instrumenata ili dijelova instrumenata na niskoj temperaturi (u astronomskom satelitu za opažanje infracrvenoga zračenja, IRAS, koji je lansiran 1983., s pomoću 720 litara suprafluidnoga helija instrumenti se čuvaju na temperaturi 1.6 K). U širem smislu stanje elektrona u supravodiču također je suprafluidno. [2]

Izvori

  1. ↑ Kapica, Pjotr Leonidovič, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
  2. ↑ suprafluidnost, [2] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
  • p
  • r
  • u
1901. – 1925.

1901. Wilhelm Conrad Röntgen  • 1902. Hendrik Antoon Lorentz / Pieter Zeeman  • 1903. Antoine Henri Becquerel / Pierre Curie / Marie Curie  • 1904. Lord Rayleigh  • 1905. Philipp Lenard  • 1906. Joseph John Thomson  • 1907. Albert A. Michelson  • 1908. Gabriel Lippmann  • 1909. Guglielmo Marconi / Karl Ferdinand Braun  • 1910. Johannes Diderik van der Waals  • 1911. Wilhelm Wien  • 1912. Nils Gustaf Dalén  • 1913. Heike Kamerlingh Onnes  • 1914. Max von Laue  • 1915. William Henry Bragg / William Lawrence Bragg  • 1917. Charles Glover Barkla  • 1918. Max Planck  • 1919. Johannes Stark  • 1920. Charles Édouard Guillaume  • 1921. Albert Einstein  • 1922. Niels Bohr  • 1923. Robert Andrews Millikan  • 1924. Manne Siegbahn  • 1925. James Franck / Gustav Hertz

1926. – 1950.

1926. Jean Baptiste Perrin  • 1927. Arthur Holly Compton / Charles Thomson Rees Wilson  • 1928. Owen Willans Richardson  • 1929. Louis de Broglie  • 1930. Čandrasekara Venkata Raman  • 1932. Werner Heisenberg  • 1933. Erwin Schrödinger / Paul Dirac  • 1935. James Chadwick  • 1936. Victor Franz Hess / Carl David Anderson  • 1937. Clinton Joseph Davisson / George Paget Thomson  • 1938. Enrico Fermi  • 1939. Ernest Orlando Lawrence  • 1943. Otto Stern  • 1944. Isidor Isaac Rabi  • 1945. Wolfgang Pauli  • 1946. Percy Williams Bridgman  • 1947. Edward Victor Appleton  • 1948. Patrick Blackett  • 1949. Hideki Yukawa  • 1950. Cecil Frank Powell

1951. – 1975.

1951. John Douglas Cockcroft / Ernest Walton  • 1952. Felix Bloch / Edward Mills Purcell  • 1953. Frits Zernike  • 1954. Max Born / Walther Bothe  • 1955. Willis Lamb / Polykarp Kusch  • 1956. William Shockley / John Bardeen / Walter Houser Brattain  • 1957. Lǐ Zhèngdào / Yáng Zhènníng  • 1958. Pavel Čerenkov / Ilja Frank / Igor Tam  • 1959. Emilio Segrè / Owen Chamberlain  • 1960. Donald A. Glaser  • 1961. Robert Hofstadter / Rudolf Mössbauer  • 1962. Lev Landau  • 1963. Eugene Wigner / Maria Goeppert-Mayer / J. Hans D. Jensen  • 1964. Charles H. Townes / Nikolaj Basov / Aleksandar Prohorov  • 1965. Shin'ichirō Tomonaga / Julian Schwinger / Richard Feynman  • 1966. Alfred Kastler  • 1967. Hans Bethe  • 1968. Luis Walter Alvarez  • 1969. Murray Gell-Mann  • 1970. Hannes Alfvén / Louis Néel  • 1971. Dennis Gabor  • 1972. John Bardeen / Leon Neil Cooper / John Robert Schrieffer  • 1973. Reona Esaki / Ivar Giaever / Brian Josephsonson  • 1974. Martin Ryle / Antony Hewish  • 1975. Aage Niels Bohr / Ben Roy Mottelson / James Rainwater

1976. – 2000.

1976. Burton Richter / Samuel C. C. Ting  • 1977. Philip Warren Anderson / Nevill Francis Mott / John Hasbrouck van Vleck  • 1978. Pjotr Kapica / Arno Allan Penzias / Robert Woodrow Wilson  • 1979. Sheldon Lee Glashow / Abdus Salam / Steven Weinberg  • 1980. James Cronin / Val Logsdon Fitch  • 1981. Nicolaas Bloembergen / Arthur Leonard Schawlow / Kai Siegbahn  • 1982. Kenneth G. Wilson  • 1983. Subramanijan Čandrasekar / William Alfred Fowler  • 1984. Carlo Rubbia / Simon van der Meer  • 1985. Klaus von Klitzing  • 1986. Ernst Ruska / Gerd Binnig / Heinrich Rohrer  • 1987. Georg Bednorz / Karl Alexander Müller  • 1988. Leon M. Lederman / Melvin Schwartz / Jack Steinberger  • 1989. Norman Foster Ramsey Jr. / Hans Georg Dehmelt / Wolfgang Paul  • 1990. Jerome Isaac Friedman / Henry Way Kendall / Richard E. Taylor  • 1991. Pierre-Gilles de Gennes  • 1992. Georges Charpak  • 1993. Russell Alan Hulse / Joseph Hooton Taylor Jr.  • 1994. Bertram Brockhouse / Clifford Shull  • 1995. Martin Lewis Perl / Frederick Reines  • 1996. David Morris Lee / Douglas Osheroff / Robert Coleman Richardson  • 1997. Steven Chu / Claude Cohen-Tannoudji / William Daniel Phillips  • 1998. Robert B. Laughlin / Horst Ludwig Störmer / Daniel C. Tsui  • 1999. Gerardus 't Hooft / Martinus J. G. Veltman  • 2000. Žores Alfjorov / Herbert Kroemer / Jack Kilby

2001. – 2024.

2001. Eric Allin Cornell / Wolfgang Ketterle / Carl Wieman  • 2002. Raymond Davis Jr. / Masatoshi Koshiba / Riccardo Giacconi  • 2003. Aleksej Abrikosov / Vitalij Ginzburg / Anthony James Leggett  • 2004. David Gross / Hugh David Politzer / Frank Wilczek  • 2005. Theodor W. Hänsch / John L. Hall / Roy J. Glauber  • 2006. John C. Mather / George Smoot  • 2007. Albert Fert / Peter Grünberg  • 2008. Yōichirō Nanbu / Makoto Kobayashi / Toshihide Masukawa  • 2009. Charles K. Kao / Willard Boyle / George E. Smith  • 2010. Andre Geim / Konstantin Novoselov  • 2011. Saul Perlmutter / Adam Riess / Brian Schmidt  • 2012. David J. Wineland / Serge Haroche  • 2013. François Englert / Peter Higgs  • 2014. Isamu Akasaki / Hiroshi Amano / Shūji Nakamura  • 2015. Takaaki Kajita / Arthur B. McDonald  • 2016. David J. Thouless / Duncan Haldane / John M. Kosterlitz  • 2017. Rainer Weiss / Kip Thorne / Barry Barish  • 2018. Arthur Ashkin / Gérard Mourou / Donna Strickland  • 2019. Jim Peebles / Michel Mayor / Didier Queloz  • 2020. Roger Penrose / Reinhard Genzel / Andrea Ghez  • 2021. Giorgio Parisi / Klaus Hasselmann / Shukurō Manabe  • 2022. Alain Aspect / John Clauser / Anton Zeilinger  • 2023. Anne L'Huillier / Ferenc Krausz / Pierre Agostini