Большая Советская Энциклопедия (СС)

Первыми существенными работами по физической оптике явились исследования Д. С. Рождественского (1910-е гг.) и А. Н. Теренина (оптическая диссоциация молекул, 1924, фотохимия). Фундаментальные результаты были получены в области изучения молекулярного рассеяния света. В 1928 Л. И. Мандельштам и Г. С. Ландсберг открыли явление комбинационного рассеяния света на кристаллах. Оно оказалось важным с принципиальной точки зрения (один из первых примеров проявлений нелинейной оптики), получило широкое практическое применение для прямого физического исследования свойств молекул и легло в основу метода молекулярного спектрального анализа. Более тонкий эффект — смещение спектральных линий при рассеянии на упругих волнах в кристаллах — был предсказан Мандельштамом и экспериментально установлен Е. Ф. Гроссом (1938).

В 1934 П. А. Черенков открыл своеобразное свечение чистых жидкостей под действием излучения радиоактивных веществ. С. И. Вавилов (в лаборатории которого работал Черенков) сразу указал на то, что это свечение связано с движением свободных электронов, а не является люминесценцией (эффект Черенкова — Вавилова). Полная теория этого эффекта была дана в 1937 И. Е. Таммом и И. М. Франком. Интересное с научной точки зрения, это явление приобрело и практическое значение — на его основе были созданы черенковские счётчики.

В 30—40-е гг. С. И. Вавилов и его сотрудники (В. Л. Лёвшин, П. П. Феофилов и др.) исследовали люминесценцию в конденсированных средах (растворах и кристаллофосфорах). Вавилов впервые определил энергетический выход фотолюминесценции в растворах кристалла и показал, что он составляет более 70% (а в ряде случаев близок к 100% ). Теоретическое и экспериментальное изучение свечения кристаллофосфоров (С. И. Вавилов, В. В. Антонов-Романовский и др.) позволило разработать технологию и перейти к массовому производству люминесцентных ламп. Важные исследования люминесценции молекул и кристаллофосфоров были выполнены под рук. К. К. Ребане (лаборатория кристаллофосфоров Института физики и астрономии АН Эстонской ССР), Б. И. Степанова (Институт физики АН Белорусской ССР) и др.

В области атомной спектроскопии выдающееся значение имели работы (20-е гг.) Рождественского и его учеников, в которых модель атома водорода (по Бору) была распространена на случай сложных атомов. А. Н. Терениным и Л. Н. Добрецовым (1928) открыта сверхтонкая структура линий натрия, Терениным и Гроссом (1930) — сверхтонкая структура линий ртути. С. Э. Фриш исследовал сверхтонкую структуру линий многих элементов и установил для них эмпирические закономерности.

Активно участвовали советские физики в развитии молекулярной спектроскопии (Н. А. Борисевич, М. А. Ельяшевич, В. Н. Кондратьев, Б. С. Непорент, Б. И. Степанов). Особенно интенсивно развернулись в 50—60-х гг. исследования и интерпретация оптических свойств сложных молекул органических соединений (И. В. Обреимов, А. Ф. Прихотько, Э. В. Шпольский). В 1959 Шпольским были открыты квазилинейчатые спектры индивидуальных сложных органических соединений (эффект Шпольского). После экспериментального обнаружения экситонов возникла экситонная спектроскопия полупроводников и молекулярных кристаллов, ставшая мощным орудием в изучении их свойств.

После изобретения лазеров (см. ниже Квантовая электроника) стала бурно развиваться новая область оптики — голография. Существенный вклад в неё внёс Ю. Н. Денисюк, предложивший для регистрации голограмм использовать трёхмерные среды (1962) и реализовавший эту идею. Голография находит применение в разнообразных областях науки и техники (голографическое исследование деформаций и вибраций, голография плазмы и т. д.).

С появлением лазеров стала быстро развиваться и нелинейная оптика (оптика интенсивных световых пучков), основы которой были заложены в работах Р. В. Хохлова и С. А. Ахманова. После создания лазеров с перестраиваемой частотой начали разрабатываться методы лазерной спектроскопии (Институт спектроскопии АН СССР).

Атомное ядро, элементарные частицы, космические лучи. Исследования по физике ядра получили в СССР развитие в начале 30-х гг., первые её успехи связаны с теоретическими работами: протон-нейтронная модель ядра (Д. Д. Иваненко), обменные силы (И. Е. Тамм и Иваненко), модель ядра-капли и электрокапиллярная теория деления Бора — Френкеля, теория цепной реакции деления естественной смеси изотопов урана, обогащенной изотопом U-235 (Я. Б. Зельдович и Ю. Б. Харитон, 1939—40). Начиная с 1958 существенные результаты в развитии теории ядра были получены с помощью представлений о сверхтекучести (Н. Н. Боголюбов, С. Т. Беляев, А. Б. Мигдал, В. Г. Соловьев).

В 1935 Л. В. Мысовский, И. В. Курчатов и их сотрудники (Л. И. Русинов и др.) открыли явление ядерной изомерии радиоактивных элементов. В лаборатории Курчатова Г. Н. Флёровым и К. А. Петржаком было открыто явление спонтанного деления урана (1940). В 60—70-х гг. Флёров и его сотрудники получили принципиальные результаты и сделали важные открытия, связанные с синтезом трансурановых элементов.

И. В. Курчатову и возглавляемому им огромному коллективу учёных и инженеров принадлежит заслуга решения проблемы урана, задач ядерной энергетики и создания нового оружия. В проведение этого комплекса работ внесли вклад А. П. Александров, А. И. Алиханов, Л. А. Арцимович, Я. Б. Зельдович, И. К. Кикоин, А. И. Лейпунский, Ю. Б. Харитон и многие другие.

Успехи ядерной физики и физики элементарных частиц определяются прогрессом физики и техники ускорителей, который в СССР связан, прежде всего, с деятельностью В. И. Векслера. Предложенный им в 1944 принцип автофазировки оказал революционизирующее влияние на развитие ускорит. техники. В 1957 в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна) запущен крупнейший в мире (для того времени) синхрофазотрон, ускоряющий протоны до энергии 10 Гэв (В. И. Векслер, А. Л. Минц и др.). На этом синхрофазотроне были исследованы многие ядерные реакции, в частности в 1960 открыта новая элементарная частица — антисигма-минус гиперон. В 1967 в Ереванском физическом институте состоялся пуск ускорителя электронов на энергию до 6 Гэв — одного из крупнейших в мире (А. И. Алиханьян и др.). В этом же году близ Серпухова был запущен крупнейший в мире (на 1967) ускоритель протонов на 76 Гэв (В. В. Владимирский, А. А. Логунов и др.). На нём были получены уникальные результаты; в частности предложен и разработан новый подход к изучению процессов множественной генерации частиц (инклюзивные процессы, Логунов и др.), впервые зарегистрированы ядра антигелия (1970, Ю. Д. Прокошкин), обнаружена новая элементарная частица (h-мезон) со спином 4 и массой, равной массе 2 нуклонов (1975). Здесь было впервые установлено, что при высоких энергиях полные сечения взаимодействия адронов перестают падать и намечается их рост (серпуховский эффект). На серпуховском ускорителе работают группы учёных из различных институтов СССР, а также учёные других стран.

Большие успехи достигнуты в исследованиях на ускорителях со встречными пучками (Новосибирск, Г. И. Будкер, А. А. Наумов, А. Н. Скринский и др.).

К работам по ядерной физике тесно примыкают начавшиеся ещё в 20-х гг. исследования по физике космических лучей. В 1929 Д. В. Скобельцыну удалось наблюдать в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле, ливни космических частиц. Метод камеры Вильсона, помещенной в магнитное поле, был впервые разработан П. Л. Капицей (1923) при исследовании отклонения альфа-частиц в магнитном поле. Обширные работы по изучению явлений, возникающих при взаимодействии первичных космических лучей с ядрами атомов, были выполнены Скобельцыным, В. И. Векслером, С. Н. Верновым, Н. А. Добротиным, Г. Т. Зацепиным.

Широко ведутся исследования в области физики высоких энергий. Наиболее крупные результаты получены Л. Д. Ландау (идея о сохраняющейся комбинированной чётности, 1956), И. Я. Померанчуком (теорема о равенстве сечений взаимодействия частиц и античастиц с одной и той же мишенью при сверхвысоких энергиях, 1958), Б. М. Понтекорво (исследования по нейтринной физике) и М. А. Марковым (идея проведения нейтринных экспериментов под землёй и на ускорителях), В. Н. Грибовым (работа по теории комплексных угловых моментов, 1961), Л. Б. Окунем (составная модель элементарных частиц и свойства симметрии слабых взаимодействий, с 1957), И. М. Франком, Ф. Л. Шапиро, И. И. Гуревичем, П. Е. Спиваком (нейтронная физика).

Важные эксперименты, приведшие к подтверждению существования слабого нуклон-нуклонного взаимодействия, принадлежат Ю. Г. Абову, В. М. Лобашёву и их сотрудникам. В Ереване были созданы искровые камеры с высокой точностью регистрации событий (А. И. Алиханьян, Т. Л. Асатиани, Г. Е. Чиковани и др.).

Физика низких и сверхнизких температур. Первая в СССР криогенная лаборатория была организована в Харькове в Украинском физико-техническом институте в 1931. Её научным руководителем стал Л. В. Шубников, который, находясь в командировке в Лейденской криогенной лаборатории (1926—30), совместно с В. де Хаазом установил осциллирующую зависимость электросопротивления от напряжённости магнитного поля при низких температурах (т. н. эффект Шубникова — де Хааза, 1930).