Большая Советская Энциклопедия (СС)

Интенсивное развитие научно-исследовательских институтов вытекало из неуклонно проводившегося Советского правительством курса на связь науки с производством. Особенно широкий размах приобрела организация физических институтов в конце 20-х и 30-е гг. По инициативе Иоффе и при его участии на базе Физико-технического института АН СССР были созданы Украинский физико-технический институт в Харькове, Институт физики металлов в Свердловске, Сибирский физико-технический институт в Томске и др. Большое внимание уделялось подготовке научных кадров. При Ленинградском политехническом институте в 1918 создан физико-технический факультет, на котором учились многие известные советской физики, впоследствии основавшие научные школы и новые направления в физике. Инициатором его создания был Иоффе. Некоторые молодые советские физики были посланы на стажировку за границу.

Физический институт АН СССР, переехавший в 1934 в Москву, под руководством С. И. Вавилова превратился в мощный научный центр. в котором развивались различные направления физики. В 1934 П. Л. Капицей был создан Институт физических проблем АН СССР, исследования которого в основном сосредоточились на физике низких температур и теоретической физике. Позднее в АН СССР были созданы Институт кристаллографии (1943, Москва), Институт радиотехники и электроники (1953, Москва), Акустический институт (1953, Москва), Институт физики высоких давлений (1958, Московская область), Институт физики твёрдого тела (1963, Московская область), Институт теоретической физики (1965, Московская область), Институт спектроскопии (1968, Московская область), Институт ядерных исследований (1970, Москва), Ленинградский институт ядерной физики (1971, Ленинградском область). Созданы физические институты в АН союзных республик, при Сибирском отделении АН СССР.

Большое значение имела организация работ по ядерной физике и физике элементарных частиц. Исследования в этих областях проводятся в институте атомной энергии (1943, Москва), Объединённом институте ядерных исследований (1956, Дубна) — ядерно-физическом центре социалистических стран, институте экспериментальной и теоретической физики, институте физики высоких энергий (на базе серпуховского протонного ускорителя, запущенного в 1967) и некоторых других институтах (см. также Физические институты).

Международный авторитет советской физики необычайно высок. Советским учёным принадлежат многие важнейшие открытия, ими развиваются все основные направления физики. Шестерым советским физикам были присуждены Нобелевские премии Отделение общей физики и астрономии АН СССР — один из наиболее представительных членов Европейского физического общества, советские физики входят в состав Международного союза прикладной и теоретической физики, Международного союза кристаллографов и других физических международных организаций, они участвуют во всех международных конференциях и симпозиумах. В лабораториях СССР, а также в некоторых зарубежных научных центрах советские учёные ведут совместные эксперименты с учёными других стран. Так, в Институте физики высоких энергий французскими учёными построена, жидководородная пузырьковая камера «Мирабель» и начаты совместные советско-французские эксперименты, в Батейвии в Национальной ускорительной лаборатории США проводятся советско-американские исследования по физике элементарных частиц. Препринты с сообщениями о достижениях советских учёных рассылаются во многие научные центры мира, физические журналы АН СССР переиздаются на английском языке в США и Великобритании.

Кристаллы и жидкости. Первые успехи советской физики связаны с работами А. Ф. Иоффе по физике кристаллов. Исследованиями Иоффе и его сотрудников — А. П. Александрова, Ф. Ф. Витмана, Н. Н. Давиденкова, С. Н. Журкова, Г. В. Курдюмова, И. В. Обреимова, А. В. Степанова, Я. И. Френкеля — были заложены основы современной физики реальных кристаллов с их сложными, но имевшими большое практическое значение проблемами — прочности, несовершенств строения, дислокаций и методики их исследования. На основе этих работ начала создаваться технология выращивания идеальных, почти совершенных кристаллов, прочность и другие характеристики которых приближаются к теоретическим значениям.

Проблемами получения почти совершенных кристаллов успешно занимается институт кристаллографии АН СССР, где эти работы были начаты в 40-х гг. А. В. Шубниковым и велись под его руководством многие годы. С именем Шубникова связаны различные направления в кристаллографии, развиваемые его учениками. Л. Ф. Верещагин и его сотрудники достигли выдающихся результатов, изучая поведение твёрдых тел при сверхвысоких давлениях. В их работах был, в частности, предложен и внедрён в промышленность метод получения алмазов (1960). Поликристаллические алмазы типа карбонадо, полученные в институте, были использованы при создании камеры сверхвысокого (мегабарного) давления для исследования фазовых переходов металл — диэлектрик. В 1975 в этой камере осуществлен переход водорода в металлическое состояние (Л. Ф. Верещагин, Е. Н. Яковлев, Ю. А. Тимофеев). С. Н. Журков (Физико-технический институт АН СССР) развивает кинетический подход к проблемам прочности: он показал, что величина предела прочности по существу связана со временем, в течение которого образцы находятся под данной нагрузкой.

Ряд важных результатов получен Шубниковым и Н. В. Беловым и области структурной кристаллографии и теории симметрии. Практическое применение нашли работы по изучению электрических свойств кристаллов; сюда относится открытие Шубниковым нового вида пьезоэлектрических материалов — поликристаллических пьезоструктур (1946). Широко используется структурный анализ кристаллов и опирающаяся на его данные кристаллохимия; развита теория плотной упаковки и координационных полиэдров, объясняющая характер и физико-химические свойства этих и ряда других неорганических структур (Белов). Б. К. Вайнштейн успешно развивает исследования по расшифровке белковых структур, им же с З. Г. Пинскером создан метод структурной электронографии. Разработаны методы изучения диффузии в твёрдых телах (В. З. Бугаков, В. И. Архаров), дефектов в реальных кристаллах (Б. Г. Лазарев и др.), впервые выяснен механизм влияния дефектов на механические свойства металлов и сплавов (Н. Н. Давиденков и др.), а также дислокаций на электрические свойства (Ю. А. Осипьян).

Я. И. Френкель развил новый подход к построению кинетической теории жидкостей. Важные работы по исследованию аморфного состояния и механических свойств аморфных тел были проведены П. П. Кобеко и А. П. Александровым.

Металлы, диэлектрики, полупроводники. Первые успехи теории металлов связаны с работами Я. И. Френкеля. Ему удалось на основе квантовой теории Бора объяснить, почему электронный газ не вносит своего вклада в теплоёмкость металлов, т. е. разрешить т. н. катастрофу с теплоёмкостью, а затем обобщить (1927) представление о волнах де Бройля на случай движения свободных электронов в металле и объяснить температурную зависимость электросопротивления, влияние на него примесей, сохранив в новой теории все те достижения, которые определяли успех классической теории Друде — Лоренца (вывод закона Видемана — Франца и т.д.). Квантовая теория фотоэффекта в металлах была разработана в 1931 И. Е. Таммом и С. П. Шубиным.

Важные работы по физике металлов и сплавов, по фазовым превращениям и структуре мартенсита выполнены в 30-х гг. Г. В. Курдюмовым. Первые послевоенные годы ознаменовались успехами в области порошковой металлургии; основы физики спекания были заложены в работах советских учёных (М. Ю. Бальшин, Я. Е. Гегузин, Б. Я. Пинес и др.). В 1934 Шубиным и С. В. Вонсовским предложена т. н. полярная модель металлических и полупроводниковых кристаллов, получившая дальнейшее развитие (1949) в работах Н. Н. Боголюбова и С. В. Тябликова.

В 50—60-е гг. И. М. Лифшиц с сотрудниками показал, что знание динамических свойств электронов проводимости, а с ними и электронных свойств металлов (гальваномагнитных, высокочастотных, резонансных) позволяет установить спектр электронов проводимости и, в частности, важную характеристику этого спектра — поверхность Ферми. Рассмотрение форм поверхности Ферми позволяет делать заключения о термодинамических и кинетических свойствах металлов. Эти работы тесно связаны с плодотворными экспериментальными исследованиями (Н. Е. Алексеевский, В. И. Веркин, Б. Г. Лазарев и др.).

В области физики диэлектриков существенные достижения принадлежат А. Ф. Иоффе и его школе. В 1916—1923 он и М. В. Кирпичёва экспериментально установили, что ток через ионные кристаллы переносится ионами, движущимися в пространстве междоузлий. Ионная проводимость изучалась в 20-х гг. К. Д. Синельниковым. Исследования диэлектрических свойств аморфных и кристаллических тел были выполнены А. П. Александровым, А. Ф.Вальтером, П. П. Кобеко, Г. И. Сканави и др.

В конце 20-х гг. И. В. Курчатов и Кобеко исследовали сегнетову соль и её изоморфные смеси, положив начало изучению сегнетоэлектриков. В 1944 Б. М. Вулом были открыты ярко выраженные сегнетоэлектрические свойства у титаната бария. Было установлено, что сегнетоэлектрики представляют собой широкий класс соединений. К работам по сегнетоэлектричеству примыкают исследования Г. А. Смоленского и его сотрудников, в которых был изучен новый класс неметаллических ферромагнетиков, обладающих одновременно электрическими и магнитным порядками (сегнетоферромагнетики, 1960—1964).