KAPITSA PIOTR LEONIDOVITCH(repères chronologiques)

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Physicien, membre correspondant de l'Académie des sciences de l'U.R.S.S. à partir de 1929, membre titulaire à partir de 1939, Piotr Leonidovitch Kapitza est né le 9 juillet 1894, à Kronstadt, d'un père ingénieur et d'une mère femme de lettres et pédagogue. Après des études au collège technique de Kronstadt (1912), Kapitza entre à l'Institut polytechnique de Saint-Pétersbourg (Leningrad). Il y travaille jusqu'en 1918 sous la direction de A. Ioffé, un des fondateurs de l'École soviétique de physique, après avoir combattu au front pendant la Première Guerre mondiale.

En 1921, Kapitza est envoyé en mission scientifique auprès de Ernest Rutherford pour des recherches sur le magnétisme au laboratoire de Cavendish de l'université de Cambridge dont il devient le directeur adjoint de 1924 à 1932. De retour en U.R.S.S. (1934), il prend la direction de l'Institut des problèmes physiques de l'Académie des sciences de l'U.R.S.S. qu'il conservera jusqu'à sa mort. Ce centre de recherches, fondé à son initiative à Moscou, compte parmi les plus importants du pays. Kapitza alliait les qualités d'un organisateur à celle d'un savant. Au tout début de ses activités au laboratoire de Ioffé, il invente déjà un procédé de fabrication de fils de quartz très fins, d'une épaisseur inférieure à un micromètre. En 1920, il conçoit avec Nikolaï Semionov, qui recevra lui aussi le prix Nobel et sera membre de l'Académie des sciences de l'U.R.S.S., une méthode de détermination du moment magnétique de l'atome, fondée sur l'interaction atome-champ magnétique. En 1923, au laboratoire de Cavendish, Kapitza place, pour la première fois, la chambre de Wilson dans un champ magnétique intense et observe les courbures des traces de particules alpha. En 1924, il propose une nouvelle méthode de création de champs magnétiques « superpuissants » fonctionnant en régime pulsé et fabrique une installation permettant d'obtenir des champs de 300 000 gauss. Plus tard, à Moscou, il atteindra 500 000 gauss. En 1928, il découvre que la résistance électrique de certains métaux dépend linéairement de l'intensité du champ (la loi de Kapitza), si ces derniers sont très intenses. Kapitza obtient de brillants résultats dans la physique des basses températures, science dont il reste le fondateur. Il conçoit une installation de liquéfaction adiabatique de l'hélium (1934) dont le détenteur à piston fonctionne dans un lubrifiant gazeux. Il met au point pendant la Seconde Guerre mondiale une nouvelle méthode de liquéfaction de l'air au moyen du cycle de basse pression réalisé dans un turbodétendeur hautement efficace (1939) et largement appliqué dans la production industrielle d'oxygène gazeux et liquide au profit de l'industrie de l'acier. Il découvre la superfluidité de l'hélium II liquide (1939), inaugurant ainsi une orientation nouvelle dans la science : la physique des liquides quantiques. Il démontre que la chaleur émise par un corps solide plongé dans l'hélium liquide provoque une discontinuité de la température dans la zone de surface limite (on l'appellera discontinuité de Kapitza).

En 1947, le savant étudie les processus ondulatoires et thermiques dans les fines couches de liquide mouvantes et crée une théorie quantitative de l'interaction des vagues marines et du vent. En 1955, il formule la théorie hydrodynamique du graissage des roulements et avance une hypothèse concernant la nature de l'éclair en boule envisagée comme décharge atmosphérique stationnaire de très haute fréquence.De 1950 à 1955, Kapitza conçoit des générateurs de très haute fréquence de types nouveaux – le planotron et le nigotron – dont la puissance atteint 300 KW (au régime continu). Grâce à des expériences sur le nigotron, il remarque que, au moment d'une décharge de haute fréquence, on voit se former dans les gaz condensés un pincement stable à température présumée des électrons, de 105 à 106 K. Ces travaux marquent le début d'une nouvelle orientation des recherches sur les plasmas chauds et la fusion thermonucléaire contrôlée, que Kapitza poursuivra pendant une quarantaine d'années.

Kapitza était non seulement un savant connu, mais aussi une grande personnalité publique. Il était membre du Comité national soviétique du mouvement de Pugwash des savants pour la paix et la sécurité des peuples, contre la menace nucléaire ; un des fondateurs de l'Institut de physique technique de Moscou, dont les principaux laboratoires de physique et de physique technique sont très fréquentés des étudiants ; rédacteur en chef de la revue soviétique Journal téorétitcheskoï i ekspérimentalnoï fiziki (revue de physique théorique et expérimentale). Les célèbres séminaires-discussions du « club Kapitza » à l'Institut des problèmes physiques de Moscou étaient très connus des physiciens de l'U.R.S.S. et à l'étranger, notamment au laboratoire de Cavendish. Ses travaux, largement reconnus en U.R.S.S. et à l'étranger, lui ont valu par deux fois (1941 et 1943) le prix d'État, récompense suprême en U.R.S.S., ainsi que le titre de héros du travail socialiste accordé par le présidium du Soviet suprême. L'Académie des sciences de l'U.R.S.S. lui a décerné en 1959 la médaille d'or Lomonossov ; enfin, en 1978, il a obtenu le prix Nobel de physique pour ses travaux sur les champs magnétiques pulsés.

Kapitza était membre de vingt-huit académies et associations scientifiques étrangères dont la Société française de physique, la Royal Society, la National Academy of Sciences (É.-U.), l'Académie royale des sciences et des lettres du Danemark, l'Académie royale des sciences de Suède, l'Académie des sciences polonaise, etc. Il était docteur honoris causa de onze universités de divers pays et membre honorifique de l'Académie internationale d'histoire des arts de Paris. Piotr Kapitza est mort à Moscou, le 8 avril 1984, trois mois avant son quatre-vingt-dixième anniversaire.

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Pour citer l’article

Vladimir CHEVTCHENKO, « KAPITSA PIOTR LEONIDOVITCH - (repères chronologiques) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/kapitsa-reperes-chronologiques/