Земли Сергей Петрович был принят в лабораторию Алексея Георгиевича Калашникова, бывшего министра просвещения РСФСР, доктора физико-математических наук, действительного члена Академии педагогических наук, очень достойного человека. Занимаясь магнитометрическими приборами применительно к магнитному полю Земли, А. Г. Калашников разработал общую теорию флюксметра (веберметра) — устройства для измерения магнитного потока. Важным применением флюксметра в магнитометрической геофизике является разработанный А. Г. Калашниковым принцип исследования слабых вариаций земного магнитного поля с помощью большой индукционной катушки, связанной с флюксметром. Этот принцип был положен в основу разработанной в магнитной лаборатории Геофизического института загородной магнитной самопишущей станции. Станция регистрирует очень слабые вариации магнитного поля вследствие солнечного затмения, слабые северные сияния, отдаленные разряды молний и т. п. А. Г. Калашников и его сотрудники подтвердили эффект изменения намагниченности горных пород в зависимости от механического напряжения и выдвинули предположение о наличии связи между магнитными и сейсмическими явлениями, с присутствием полезных ископаемых, в частности, нефти. Совместно с Калашниковым Капица с помощью упомянутого флюксметра изучал изменения земного магнетизма, которые сопровождают геологические структуры нефтеносных полей. Работа эта была для Сергея Петровича очень интересной, поскольку во многом совпадала с его давним увлечением минералогией.

Хотя, конечно, это был очень резкий разворот в науке, характеризующий Сергея Петровича как многостороннюю энергичную личность, способную успешно решать самые различные задачи.

Во время работы в ИФЗ Капице пришлось выезжать в сложную и длительную командировку, когда, летая на самолете между Махачкалой и побережьем (в том числе восточным) Каспийского моря, он фиксировал и изучал магнитные поля, сопровождавшие геологические структуры полей нефтеносных. Сергею Петровичу удалось подметить и предложить аппроксимированные способы расчета магнитных полей, когда картину магнитного поля, полученную с небольшой высоты, удавалось развить в более общую картину. Этот способ позволял экономить существенные средства и быстрее решать задачи разведки полезных ископаемых.

В самый канун защиты диссертации выяснилось, что Сергей Петрович не сдал один из самых серьезных экзаменов по специальности, а защищаться он готовился в области физико-математических наук — уравнения математической физики. Экзамен довелось сдавать крупному советскому математику, впоследствии академику, товарищу Келдыша и заместителю директора Института прикладной математики АН СССР — А. Н. Тихонову. Заметим, что Тихонов стал впоследствии дважды Героем Социалистического Труда, автором более пятисот основополагающих научных трудов, монографий, неоднократно переизданных учебников, часть которых переведена на иностранные языки. В 1951 году вышло первое издание учебника А. Н. Тихонова и А. А. Самарского «Уравнения математической физики». А. Н. Тихонов также был и специалистом в области земного электромагнетизма. В 1950 году в семьдесят третьем томе «Докладов Академии наук СССР» (ДАН) вышла его статья «Об определении электрических характеристик глубоких слоев земной коры».

Математически Сергей Петрович чувствовал себя уверенно, поскольку внимательно прослушал в ЦАГИ расширенный курс теории комплексного переменного, который читал академик А. А. Дородницын.

Вопрос написания и защиты кандидатской диссертации для С. П. Капицы, в полной мере владеющего математическим аппаратом, был несложен. На основе обширных экспериментальных данных им был предложен обоснованный метод предварительного обнаружения нефтегазовых месторождений по изменению картины магнитных полей, суливший существенные экономические выгоды при геофизических исследованиях.

К тому времени Сергей Петрович опубликовал несколько работ на диссертационную тему, в частности, совместно со своим научным руководителем А. Г. Калашниковым, в третьем номере «Докладов Академии наук СССР» за 1952 год статью «Магнитная восприимчивость горных пород при деформациях». Самостоятельно им была опубликована и оригинальная вспомогательная работа «Прибор для вычисления интеграла Пуассона».

Он успешно защитил диссертацию «Магнитные свойства изверженных горных пород при механических напряжениях» на ученом совете Института физики Земли 27 мая 1953 года и стал кандидатом физико-математических наук… В те годы утверждения ВАКом диссертационных работ не требовалось и ученая степень присуждалась сразу после защиты. Его научная работа до настоящего времени признается полезной. «Ссылки на нее до сих пор встречаются в трудах геофизиков», — с гордостью отмечал Сергей Петрович в своих воспоминаниях.

«Однажды, летом 1953 года, на нашу дачу внезапно утром приехала машина с двумя чиновниками, — десятилетия спустя вспоминал Сергей Петрович. — Один из них заведовал первым отделом Академии наук, другой, по-видимому, старший, прибыл якобы для того, чтобы инспектировать нашу пожарную охрану. Мы ознакомили их с состоянием противопожарного оборудования лаборатории, правилами внутреннего распорядка, вывешенными на видном месте, местом хранения ключей и наличием телефонной связи. Осмотр всех этих предметов довольно быстро удовлетворил любопытство наших посетителей. Однако прошло несколько часов, но наши гости все не уезжали и даже перестали искать повод для оправдания своего присутствия. По реплике отца я понял, что ему непонятен смысл всего происходящего. Уже после обеда, взглянув на часы, старший как-то быстро распрощался, и таинственные посетители исчезли так же внезапно, как и появились. Вечером того же дня я уехал в Москву со своим тестем А. М. Дамиром, известным врачом, замечательным и очень наблюдательным человеком. К нашему изумлению, на Смоленской площади мы увидели танки с расчехленными пушками. На следующий день к моим своякам прибежала крайне возбужденная их давняя и близкая знакомая художница Н. А. Ушакова, которая подрабатывала тем, что оформляла городской клуб милиции. Она шепотом сообщила, что ей срочно велели снять портрет Берии!..»

История России оказалась в процессе одного из своих резких поворотов.

В Институте физических проблем

С падением Берии Хрущев поспешил вернуть всех «пострадавших» ученых и конструкторов в обойму полноценной творческой жизни и созидания. Было вновь открыто и ОКБ П. О. Сухого, и ОКБ В. Н. Челомея, вновь появились и десятки других КБ — авиационных, ракетостроительных, артиллерийских, имена руководителей которых ничего не скажут абсолютному большинству.

Справедливости ради надо сказать, что к Петру Леонидовичу, из-за его отказа в свое время участвовать в атомном проекте, Никита Сергеевич относился сдержанно, если не сказать — напряженно.

«Когда мы взорвали бомбу, то поднялся буквально истошный вой в буржуазной прессе, что бомбу русские получили из рук Капицы, что Капица — такой-сякой ученый-физик, что только он мог дать русским атомную бомбу. Тут Сталин возмущался и говорил, что Капица к этому абсолютно никакого отношения не имеет, что он не занимался этим вопросом. Видно, так это и было, — писал Н. С. Хрущев. — Когда умер Сталин, то у меня сохранилось двойственное отношение к Капице. С одной стороны, он признанный в мире крупнейший ученый-физик, а с другой стороны, этот ученый не дал нам возможность получить атомную бомбу раньше Америки, даже если не раньше, то не оказал нам помощи в создании советской атомной бомбы. Поэтому отношение к Капице было больше чем сдержанное».

Уже в сентябре 1953 года «изба физических проблем» (названная так Петром Леонидовичем по аналогии с Институтом физических проблем) на Николиной Горе — домашняя лаборатория, где отстраненный от официальных дел П. Л. Капица вел свои исследования, получила официальный статус, став Физической