桥的最后几年卡皮察转向低温研究。1929年卡皮察被选为英国皇家学会院士。1930年成为专门研究强磁场的蒙德实验室的第一任主任。在1920年代，他发起创建的技术就是超强磁场的高电流注入短暂专门建造的空芯电磁铁。1934年，卡皮察回国探望母亲，从此留在了苏联，被任命为物理问题研究所的所长，他没有设备，所以所需要的实验仪器由苏联政府在卢瑟福的协助下从蒙德实验室购得。在1930年代，他开始做低温研究，开始以批判分析现有的方法获得较低温度。 1934年，他开发了新的设备和原有设备（基于绝热原则）作出大量的液态氦。