Родился 8 июля 1894 г. в Кронштадте. Отец, Леонид Петрович (1864-1919), был генерал-майором инженерного корпуса. Мать, Ольга Иеронимовна (урожденная Стебницкая; 1866-1937) - педагогом, специалистом по детской литературе и фольклору.
Во время Первой мировой войны, в январе - марте 1915 г., Петр Капица был водителем и механиком санитарного отряда Всероссийского союза городов (общественной организации, помогавшей российскому правительству в организации медпомощи на фронтах), участвовал в боевых действиях юго-западнее Варшавы.
Образование, ученые степени и звания
В 1918 г. окончил электромеханический факультет Петроградского политехнического института императора Петра Великого (Политех, ныне - Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, СПбПУ) по специальности "инженер-электрик". Во время учебы Петр Капица начал заниматься научными исследованиями на кафедре физики под руководством профессора Абрама Иоффе.
В 1923 г. защитил диссертацию "Прохождение альфа-лучей через материальную среду и методы получения сильных магнитных полей" и получил степень доктора философии Кембриджского университета.
В 1928 г. Капице была присвоена ученая степень доктора физико-математических наук (без защиты диссертации).
В 1929 г. был избран членом-корреспондентом, в 1939 г. - академиком Академии наук СССР (ныне Российская академия наук).
Научная деятельность
Первые научные труды Петр Капица опубликовал в 1916 г. в журнале Русского физико-химического общества: "Инерция электронов в амперовых молекулярных токах" и "Приготовление волластоновских нитей".
После окончания Петроградского политехнического института остался на кафедре физики. В 1918-1921 гг. преподавал физику и механику, занимался научной работой.
В мае 1921 г. вместе с Иоффе и другими учеными прибыл в Великобританию как член комиссии Российской академии наук, направленной в страны Западной Европы с целью восстановления научных связей после войны и Октябрьской революции. В июле того же года был принят на стажировку в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета, которой руководил британский физик Эрнест Резерфорд. В 1925 г. стал заместителем Резерфорда по магнитным исследованиям.
В 1922 г. в Кембридже организовал физический семинар, получивший в дальнейшем название "Клуб Капицы". Его посещали известные ученые-физики Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Вольфганг Паули, Поль Дирак, Вернер Гайзенберг.
С 1925 г. входил в совет Тринити-колледжа (Кембридж).
В 1926 г. Петр Капица возглавил Магнитную лабораторию, открытую при Кавендишской лаборатории Резерфорда.
В 1929 г. избран действительным членом Лондонского Королевского общества (с 1930 г. - профессор-исследователь).
В 1930-1934 гг. - директор Мондовской лаборатории Королевского общества, созданной в Кембридже для экспериментов Капицы по сверхвысоким магнитным полям. На ее строительство совет Лондонского Королевского общества выделил 15 тыс. фунтов стерлингов. Официальное открытие лаборатории состоялось 3 февраля 1933 г.
Работая в Великобритании, Капица неоднократно приезжал в СССР с лекциями и консультациями. С 1929 г. был консультантом Украинского физико-технического института (ныне - Харьковский физико-технический институт). Во время очередного визита в 1934 г. правительство запретило ему выезд из страны, и Петр Капица остался в Ленинграде. Ученому было предложено возглавить создаваемый Институт физических проблем при АН СССР. Постановление Совета народных комиссаров СССР об организации института вышло в декабре 1934 г.
В январе 1935 г. Петр Капица был назначен и. о. директора Института физических проблем АН СССР (ныне ИФП им. П. Л. Капицы РАН), а в марте того же года избран на эту должность. ИФП был построен на Воробьевых горах в Москве. При содействии Резерфорда для института в Англии было закуплено научное оборудование Мондовской лаборатории.
В 1930-е гг. выступал в защиту подвергшихся репрессиям советских ученых: математика Николая Лузина, физиков Владимира Фока и Льва Ландау.
В 1939-1949 гг. - профессор Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. В 1943-1947 гг. заведовал кафедрой низких температур физического факультета, в 1947-1950 гг. - кафедрой общей физики физико-технического факультета МГУ. Читал курс общей физики попеременно с Львом Ландау.
В 1941-1945 гг. входил в состав научно-технического совета при уполномоченном Государственного комитета обороны СССР.
В мае 1943 г. Петр Капица был назначен начальником Главного управления кислородной промышленности (Главкислород) при Совете народных комиссаров СССР.
С августа по декабрь 1945 г. входил в состав Специального комитета, созданного для руководства "всеми работами по использованию внутриатомной энергии урана", во главе с наркомом внутренних дел СССР Лаврентием Берией. Осенью того же года обратился к генсекретарю ЦК КПСС и председателю СНК СССР Иосифу Сталину с просьбой освободить от работы в комитете, ссылаясь на конфликт с Берией. Просьба Капицы была удовлетворена 21 декабря.
В августе 1946 г. Капица был освобожден от руководства ИФП АН СССР и Главкислородом.
В июне 1950 г. был назначен на должность старшего научного сотрудника (с исполнением обязанностей консультанта) Института кристаллографии АН СССР (впоследствии - ИК им. А. В. Шубникова, ныне - Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" РАН; Москва).
После смерти Сталина, в августе 1953 г. назначен заведующим физической лаборатории, созданной при Отделении физико-математических наук АН СССР.
В январе 1955 г. после встречи с первым секретарем ЦК КПСС Никитой Хрущевым академик Капица был восстановлен в должности директора ИФП АН СССР.
С 1956 г. был председателем координационного совета Московского физико-технического института, заведующим кафедрой физики и техники низких температур МФТИ. Является одним из основателей вуза, созданного в 1951 г. на базе физико-технического факультета МГУ.
В 1957-1984 гг. - член президиума АН СССР.
В мае 1958 г. был восстановлен в должности начальника Главкислорода.
В 1960-1984 гг. - член Советского национального комитета Пагуошского движения ученых за мир и разоружение.
Петр Капица - один из основателей и главных редакторов международной серии монографий по физике издательства "Кларендон пресс" Оксфордовского университета (1928-1950), главный редактор серии "Классики науки" издательства "Наука" (1980-1984). Ответственный редактор советского физического журнала на английском языке Journal of Physics (1942-1947), главный редактор "Журнала экспериментальной и теоретической физики" (с июня 1955 г.).
Скончался 8 апреля 1984 г. в Москве, похоронен на Новодевичьем кладбище.
Вклад в науку
Высшим научным достижением Петра Капицы является открытие сверхтекучести жидкого гелия (1938) и изучение его свойств. Эти исследования легли в основу теории сверхтекучести Льва Ландау. Благодаря исследованиям Капицы и Ландау появилась новая область науки - физика низких температур.
Кроме того, он разработал новый метод ожижения воздуха с использованием турбодетандера, предопределивший развитие в мире крупных установок для получения кислорода, азота и инертных газов (1936-1938). Для разработки и освоения серийного производства турбодетандеров для воздухоразделительных установок по инициативе Капицы в 1944 г. был образован Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники (ныне - НПО "Гелиймаш", Москва).
В 1964 г. в Англии был опубликован первый том собрания научных трудов Капицы на английском языке. В СССР три тома из собрания трудов вышли уже после смерти ученого: "Сильные магнитные поля" (1988), "Физика и техника низких температур" (1989), "Электроника больших мощностей и физика плазмы" (1991). Выпущенный в 1974 г. в издательстве "Наука" сборник статей и выступлений "Эксперимент. Теория. Практика" был опубликован также за рубежом (на девяти языках).
Награды, почетные двания
Лауреат двух Сталинских премий I степени (1941, 1943). Дважды Герой Социалистического труда (1945, 1974). Награжден шестью орденами Ленина (1943, 1944, 1945, 1964, 1971, 1974), орденом Трудового Красного Знамени (1954).
"За фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур" в 1978 г. Петр Капица посмертно был удостоен Нобелевской премии по физике (совместно с американскими астрофизиком Арно Пензиасом и астрономом Робертом Вильсоном).
Среди наград ученого: большая золотая медаль им. М. В. Ломоносова АН СССР (1959), медали Фарадея (Великобритания, 1942), Франклина (США, 1944), Нильса Бора (Дания, 1965), Резерфорда (Великобритания, 1966) и др.
Семья
Петр Капица был дважды женат. С 1916 г. состоял в браке с Надеждой Кирилловной Черносвитовой, от которой родились сын Иероним и дочь Надежда. Зимой 1919/1920 г. жена и дети Петра Капицы умерли во время пандемии гриппа ("испанки").
Во второй раз он женился в 1927 г. Супруга Анна Алексеевна (1903-1996) была дочерью русского математика и кораблестроителя Алексея Крылова. В этом браке родились двое сыновей: Сергей (1928-2012) - физик, телеведущий передачи "Очевидное - невероятное"; Андрей (1931-2011) - географ, основатель и первый директор Тихоокеанского института географии Дальневосточного отделения РАН.