Цепная реакция идей

Капица не участвовал в этой работе непосредственно. Но Курчатов обращался к нему за консультациями по отдельным вопросам.

Еще до окончания войны, летом 1943 года. Институт физических проблем возвратился из эвакуации в Москву. Переезд из Казани, как и отъезд туда, был неимоверно труден и потребовал больших усилий всего штата, которому пришлось вторично демонтировать оборудование, упаковывать его и грузить в эшелон.

Эта задача была успешно выполнена. Вновь, как и прежде, в корпусах на Воробьевском шоссе закипела работа. Капица и его сотрудники сумели быстро восстановить нормальный ход работы института и приступить к прерванным войной исследованиям. Конечно, одновременно институт продолжал заниматься промышленными и оборонными задачами — война еще продолжалась.

Капица вернулся к своим делам, в том числе и не связанным непосредственно с Институтом физических проблем. К ним относились различные совещания, консультации, экспертизы и т.д. Некоторые из этих мероприятий имели большое государственное значение. Другие затрагивали отдельные важные и интересные вопросы, главным образом относящиеся к изобретениям, технологии, учебной работе.

В сентябре 1943 года Комитет по делам кинематографии обратился в Институт физических проблем с просьбой дать заключение на новое изобретение «интегрального экрана». Изобретателями этого важного устройства для стереоскопического кино были два талантливых инженера С.П. Иванов и А.Н. Андриевский.

Просьба была выполнена, и Капица направил в Комитет по делам кинематографии два заключения — свое и Л.Д. Ландау.

Вот что он писал по поводу интегрального экрана: «Я сам также ознакомился с этим делом (официальным экспертом был Ландау. — Ф. К.) и нахожу, что пионеры нашего стереоскопического кино Иванов и Андриевский добились результатов, превосходящих результаты, известные нам заграницей. Хочу отметить, что с моей точки зрения, работы тов. Иванова и тов. Андриевского необходимо всячески поддерживать и предоставить им все материально-технические средства для наиболее успешного их развития, а также, если есть возможность, зафиксировать наш приоритет в этой области».

Этот отзыв приведен в виде примера той работы Капицы, которая в значительной мере способствовала признанию некоторых важных результатов науки и техники. Таких примеров множество, и все они свидетельствуют о прогрессивности Капицы, его постоянной заинтересованности в нашем научном и техническом развитии.

Вскоре после окончания войны в силу сложившихся обстоятельств П.Л. Капица был вынужден оставить работу в созданном им институте. Хотя ученый тяжело переживал это, он ни на мгновение не изменил своим научным и человеческим принципам.

Капица приступает к оборудованию личной лаборатории на своей даче на Николиной горе под Москвой.

Несколько лет он ведет замкнутую жизнь на даче, редко выезжая в Москву. Постепенно его «частная» лаборатория благоустраивается, становясь в некотором роде «чудом» нашего времени.

На даче Капица начинает свои работы по электронике больших мощностей. В его распоряжении имеются уже необходимые приборы, станки — все это оборудование смонтировано в тесном помещении, но вполне устраивает ученого.

В 1954 году личная лаборатория Капицы переводится в Институт физических проблем и под загадочным названием «Физическая лаборатория» включается в официальный перечень научных академических учреждений. В 1955 году Капицу вновь назначают директором Института физических проблем и заведующим «Физической лабораторией».

Работая еще у себя на даче, Капица предложил новую идею применения электроники для решения некоторых энергетических задач. В наше время электроника широко применяется, например, в кибернетических устройствах, радиотехнике, измерительных приборах и т.д. Электронные устройства действуют на токах высокой частоты. По мнению Капицы, использование сверхвысокочастотной электроники в большой энергетике — одно из наиболее обещающих направлений в развитии современной электротехники. Она позволяет сосредоточить в малых объемах большую электромагнитную энергию, а также добиться «большой гибкости в трансформации высокочастотной энергии в другие виды энергии, необходимой для концентрированного подвода тепла, ускорения элементарных частиц, нагревания и удержания плазмы».

В качестве примера укажем на одно из важных, по мнению Капицы, применений электроники больших мощностей. Речь идет о передаче электрического тока по волноводам, т.е. внутри труб, а не по проводам. Передача по волноводам, проложенным под землей, делает ненужными сложные и дорогие линии высоковольтных передач, при этом отпадает вопрос об изоляции линий высокого напряжения.

Постоянный ток с помощью особого прибора — магнетрона трансформируется в высокочастотный ток, который «нагнетается» в волновод. Другой магнетрон в конце волновода производит обратный процесс — высокочастотный ток трансформируется в постоянный. Высокочастотный ток годен и непосредственно для нагревания, например, его можно направлять в доменную печь, и процесс плавки руды может идти при очень высоких температурах. Другое применение: направлять высокочастотный ток по волноводам в буровые скважины для обогрева грунта.

Электроника больших мощностей, возможно, открывает путь к передаче электротока направленным пучком в пространство без волноводов (такие методы описывались в фантастических романах). Таким образом, можно было бы снабжать электроэнергией спутники или орбитальные космические станции.

Конечно, все это не так просто, и Капица предупреждает о существовании затруднений принципиального характера, препятствующих решению задачи. Он пишет, что рассмотренные им электронные процессы еще мало изучены, «но, по мере их освоения, в электронике больших мощностей откроются перспективы, которые сейчас еще нельзя предвидеть».

Предполагаемая возможность применения электроники больших мощностей для удержания плазмы побудила, вероятно, Капицу заняться изучением плазмы.

В декабре 1970 года в Вестнике Академии наук СССР появилась хроникальная заметка о том, что Комитет по делам изобретений и открытий зарегистрировал открытие Капицы, сформулировав его как «Образование высокотемпературной плазмы в шнуровом высокочастотном разряде при высоком давлении». В том же году была опубликована работа Капицы под названием «Термоядерный реактор со свободно парящим в высокочастотном поле плазменным шнуром». Статья сопровождалась чертежом конструкции термоядерного реактора. Означало ли это, что термоядерная энергия вступила на порог практического использования? Наверно, нет, если судить по словам Л.А. Арцимовича: «Я надеюсь, что в будущем столетии будет решена проблема, над которой я работаю — получение термоядерной энергии. Как это произойдет, какой путь приведет нас к этому — сейчас трудно предугадать».

Исследования плазмы в «шнуровом высокочастотном разряде» более десяти лет велись Капицей с небольшим количеством сотрудников «Физической лаборатории», В опытах тонкий плазменный шнур парил посредине резонатора в атмосфере дейтерия при давлении в несколько атмосфер. Капица разработал и построил мощный генератор высокой частоты (ниготрон), который позволил получить устойчивый шнуровой разряд. Спектрометрические измерения и теоретические подсчеты привели исследователей к заключению, что в опытах образуется цилиндрическая область радиусом в несколько миллиметров, заполненная горячей плазмой с очень высокой температурой.

Капица оптимистически оценивает исследования плазменного шнура. Он думает, что они могут иметь большое значение для ядерной энергетики. Кроме того, изучение шнурового разряда, в котором непрерывно существует горячая плазма при исключительно высоких температурах и больших давлениях, по мнению Капицы, будет способствовать более глубокому научному пониманию некоторых плазменных процессов.

Капица считает необходимым дальнейшее углубление наших познаний в области поведения плазмы. После этого можно будет продвинуть решение чисто прикладных задач. Капица убежден, что исследования термоядерной энергии, ведущиеся во всем мире, перспективны, и они, как и любые фундаментальные научные исследования в области физики, непременно должны привести к выдающимся техническим достижениям.