3.3

В Кембридже Капица увлекся идеей со­здания сверхсильных магнитных полей. Те­перь говорят, что он ставил целью получить магнитное поле такой мощности, чтобы мож­но было изучать изменение движения элек­тронов в атомах, в молекулах, в кристаллах. Но на самом деле все выглядело не совсем так, Капица занялся исследованием α-частиц. Он писал: «Мы главным образом интересуемся атомными явлениями».

Капица измерял импульс α-частицы. Это была его первая задача. Надо было исказить движение частицы так, чтобы определить ос­новные ее параметры, и единственно эффек­тивным средством могло быть магнитное по­ле огромной мощности. Нужно было строить гигантский магнит.

Много лет спустя создатель дубненского синхрофазотрона академик Векслер скажет, что размеры прибора всегда обратно пропор­циональны таланту конструктора. И эта шут­ка будет признана удивительно точной. В два­дцатые годы, еще до синхрофазотрона, был известен печальный опыт постройки гигант­ского магнита. К сожалению, его мощность совсем не соответствовала размерам.

В то время наивысшими магнитными спо­собностями отличался сплав феррокобальт. Но максимальное значение магнитного поля, которое можно было создать при помощи фер­рокобальта, не достигало и десятой части той величины, которая требовалась Капице, что­бы влиять на движение α-частицы.

Нужно было попробовать построить ка­тушку, обмотка которой выдержала бы 40 тысяч киловатт, тогда созданное внутри ка­тушки магнитное поле вполне устроило бы Капицу. Но из какого материала делать об­мотку, если самые предварительные подсчеты показывали, что за одну секунду обмотка на­греется на 10 тысяч градусов.

Тем не менее безвыходных положений нет. Если время действия магнитного поля уменьшить в сто раз и свести до 0,01 секунды, то катушка нагреется только на 100 градусов. Это уже подходяще. Конечно, рост кристал­лов в быстродействующих полях изучать не­возможно, но Капица интересовался атомны­ми явлениями, а по атомным масштабам 1/100 секунды — почти вечность.

В мире элементарных частиц время опре­деляется куда более мелкими дозами. Извест­но, например, что «странные» частицы живут десятимиллиардные доли секунды. Вращаясь вокруг ядра, как вокруг солнца (каждый обо­рот — год), такая частица-планета за десятимиллиардные доли секунды проживает мил­лиарды лет в своих микромасштабах. Правда, когда Капица создавал свои магнитные по­ля, «странные» частицы не были известны, но физики уже умели ценить время.

Для создания импульсных магнитных по­лей нужно было иметь большие электрические мощности или создать такую установку, ко­торая могла бы постепенно аккумулировать энергию, а затем отдавать ее в течение сотых долей секунды.

Капица сконструировал и построил специ­альную аккумуляторную батарею. После первых экспериментов он решил вместо ак­кумуляторов использовать генератор пере­менного тока с тяжелым массивным ротором. Если такому ротору дать большие обороты, при коротком замыкании его кинетическая энергия превращается в электричество.

Плотность тока, достигавшая сотен тысяч ампер на квадратный сантиметр, создавала в катушке такие силы, что работать в лабо­ратории было совсем не безопасно. Капица писал Резерфорду, уехавшему на каникулы в Каир:

«...Хочу рассказать, что мы уже имеем ма­шину короткого замыкания и катушку и что мы ухитрились получить поля более 270.000 гаусс в цилиндрическом объеме диаметром 1 сантиметр и высотой 4,5 сантиметра. Мы не смогли продвинуться дальше, так как ка­тушка не выдерживала и разрушалась со страшным грохотом, что, несомненно, здорово позабавило бы вас, если бы вы могли это слы­шать. Мощность в цепи составляла 13,5 ты­сячи киловатт, что приблизительно равнялось общей мощности трех кембриджских город­ских электростанций, взятых вместе. Случай этот оказался наиболее интересным из всех экспериментов... Теперь мы знаем, как выгля­дит дуга в 13.000 ампер».

Осколки катушек разлетелись по всей ла­боратории, оставляя вмятины в стенах. Все­го взорвалось не то 4, не то 5 катушек. Точ­ных данных нет. Известно только, что после последнего взрыва решено было самым серь­езным образом изучить силы, возникающие в катушках. За это дело взялся доктор Коккрофт.

Катушки начали строить из специального сплава кадмия с медью. Этот сплав обладал прочностью, большей, чем медь. Взрывы пре­кратились. Но Капица говорил: «Дальнейший прогресс в увеличении силы поля может быть достигнут весьма осторожно и постепенно».

В то время когда шла работа с приборами, построенными из подручных средств без значительных денежных затрат, лаборатория Капицы напоминала мощное промышленное предприятие. Норберт Винер в книге «Я — математик» пишет: «...в Кембридже была все же одна дорогостоящая лаборатория, обору­дованная по последнему слову техники. Я имею в виду лабораторию русского 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 стали совершенно обычными».