Завершающие работы по созданию этой установки проходили уже в новой лаборатории—лаборатории им. Людвига Монда, построенной по инициативе Лондонского Королевского общества специально для работ в области сильных магнитных полей и низких температур. Лаборатория торжественно была открыта в 1933 г., а Петр Леонидович Капица—помощник Резерфорда с 1924 г. по магнитным исследованиям, стал ее директором.

В конце лета 1934 г. П. Л. Капице было поручено возглавить строительство нового института—ведущего научно-исследова­тельского центра нашей страны, организуемого по постановле­нию Советского правительства. Строительство его началось в начале 1935 г. и завершилось в 1937 г. «Мне кажется, что эта цель достигнута, — писал Петр Леонидович, — и институт можно считать не только одним из самых передовых у нас в Союзе, но и в Европе». Институт по инициативе Капицы, хотя с этим многие и не соглашались, был назван Институтом физических проблем. <Это несколько необычное название,—объяснял Петр Леонидо­вич,—должно отразить собой то, что институт не будет зани­маться какой-либо определенной областью знания, а будет, во­обще говоря, институтом, изучающим известные научные пробле­мы, круг которых определится тем персоналом, теми кадрами ученых, которые в нем будут работать».

Первыми направлениями в работе института стали сильные магнитные поля и низкие температуры. Основное оборудование для экспериментов было закуплено по решению Советского пра­вительства у Лондонского Королевского общества. (Это обору­дование находилось в лаборатории Монда.) Все три года, пока институт строился, Капица вел постоянную переписку с Резерфордом. Главное в письмах Резерфорда заключалось в том, что он настоятельно советовал Капице как можно быстрее создать свою лабораторию и научить своих помощников быть полезны­ми. И когда Лондонское Королевское общество обратилось к Резерфорду с просьбой о продаже оборудования Мондской ла­боратории для института П. Л. Капицы, то великий ученый, все­го больше на свете ценивший хорошо оснащенные лаборатории для научных исследований, сказал: <Эти машины не могут рабо­тать без Капицы, а Капица—без них». Вскоре оборудование было доставлено в Москву. Таким образом, после трехлетнего перерыва Капица вновь приступил к работе в области сильных магнитных полей и низких температур, направляя теперь на ре­шение этих проблем усилия возглавляемого им института. В кон­це 1937 г. под руководством Капицы был построен новый гелие­вый ожижитель, более современный, производительностью 6—8 л в час.

Для более плодотворной деятельности института и роста на­учных кадров П. Л. Капица организовал семинар, подобный семинару А. Ф. Иоффе в ЛФТИ и своему <Клубу». в Кембридже. Вскоре семинар Капицы стал известен не только у нас, но и за рубежом. На этом семинаре выступали Н. Бор, П. Дирак и дру­гие известные физики.

В конце 30-х годов Капица решает проблему создания маши­ны для сжижения воздуха с использованием только цикла низ­кого давления. Построенный турбодетандер имел КПД 80—85% и стал служить образцом установок для промышленного полу­чения газообразного и жидкого кислорода во всем мире.

Одновременно с работой над ожижителями продолжались и работы по исследованиям в области низких температур. В 1937г. П. Капица открывает у жидкого гелия при температуре ниже 2,19 К свойство сверхтекучести (вязкость равна нулю). В резуль­тате многочисленных опытов он делает заключение, что в гелии при температурах ниже 2,2 К есть два компонента: обычный гелий I и гелий II—сверхтекучий. Особенностью гелия II явля­ется не только его сверхтекучесть, но и громадная теплопровод­ность. Теория сверхтекучести была разработана Л. Д. Ландау. она предсказала ряд новых явлений, которые были затем обна­ружены экспериментально. Так в физике возникло новое напра­вление — физика квантовых жидкостей. За создание теории квантовых жидкостей Л. Д. Ландау в 1962 г. была присуждена Нобелевская премия. Открытие сверхтекучести гелия и разра­ботка теории этого явления пролили свет и на объяснение сверх­проводимости. Сверхпроводимость стали трактовать как сверхте­кучесть электронного газа, что плодотворно сказалось на раз­работке ее теории.

Родина высоко оценила неутомимую и плодотворную дея­тельность академика Капицы в военное время: в 1941 и 1943 гг. ему присуждаются Государственные премии, он дважды (в 1943 и 1944 гг.) награждается орденом Ленина, а 30 апреля 1945 г. Указом Президиума Верховного Совета СССР <за успешную на­учную разработку нового турбинного метода получения кисло­рода и за создание мощной турбинокислородной установки для производства жидкого кислорода» ему присваивается звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и Золотой медали «Серп и Молот».

Вскоре после окончания войны П. Л. Капица занялся так на­зываемой электроникой больших мощностей. Для этих опытов он использовал ниготрон—сильный источник микроволновых колебаний. Работы с ниготроном показали, что электромагнит­ную энергию можно сконцентрировать в небольших объемах и передавать ее на значительные расстояния без существенных потерь. На ниготроне было получено электромагнитное излуче­ние мощностью до 8 кВт с длиной волны до 10м.

Ученый показал, что энергию высокочастотного электромаг­нитного поля большой плотности можно преобразовать в другие виды энергии и использовать для ускорения элементарных час­тиц, нагревания и удержания плазмы. В декабре 1970 г. Коми­тет по делам изобретений и открытий зарегистрировал открытие Капицы: «Образование высокотемпературной плазмы в шнуро­вом высокочастотном разряде при высоком давлении». На осно­ве этих исследований Петр Леонидович предложил схему термо­ядерного реактора со свободно парящим в высокочастотном поле плазменным шнуром. Эти работы по термоядерному синтезу ученики Капицы продолжают и по сей день.

Еще одним важным направлением электроники больших мощностей, по мнению Капицы, может служить передача элек­трического тока по волноводам в виде труб, проложенных под землей. С помощью магнетрона постоянный ток преобразуется в высокочастотный, который и нагнетается в волновод. На выходе другой магнетрон преобразует его в постоянный, и он направляет­ся к потребителю.

Совершенствуя свой институт, Капица считал необходимым для его нормальной деятельности установление широких науч­ных связей. И это он успешно претворял в жизнь. Не случайно и как ученый, и как директор ИФП П. Л. Капица к 1955 г. был по­четным доктором многих иностранных университетов и почетным членом многих зарубежных академий наук. Еще в 1934 г. он был награжден медалью Льежского университета (Бельгия), в 1942г. Институт электриков (Великобритания) наградил Капицу ме­далью Фарадея. В конце войны (1944 г.) Институт Франклина (Филадельфия, США) присудил Петру Леонидовичу Большую золотую медаль Франклина за выдающийся вклад в эксперимен­тальную и теоретическую физику.

В 1965 г. Датский инженерный союз присудил Капице Меж­дународную золотую медаль Н. Бора. В Дании Петр Леонидович повстречался со многими учеными, в том числе с Оге Бором — сыном Н. Бора — теперь уже профессором, директором Институ­та теоретической физики в Копенгагене, созданного в свое время его отцом.