| С 1932 г. Вавилов — руководитель физического отдела Физико-математического института АН СССР. Он с огромной энергией взялся за превращение этого маленького и слабого отдела в большой Физический институт, который бы стал центром физической мысли нашей страны. Он считал, что в институте должны быть представлены все наиболее перспективные направления современной физики (теория и эксперимент), особенно изучение структуры вещества и ядерная физика. По его инициативе в этих областях начались первые экспериментальные работы. В 1933 г. С. И. Вавилов предложил своему аспиранту П. А. Черенкову исследовать люминесценцию растворов ураниловых солей под действием у-лучей. Вскоре Черенков заметил, что люминесценцию сопровождает еще какое-то слабое свечение, имеющее синюю окраску. В результате многочисленных опытов было установлено, что это свечение не обладает ни одним из свойств, присущих люминесценции: оно возникало в любых прозрачных жидкостях и твердых телах; спектральный состав излучения не зависел от химической природы облучаемого вещества; излучение распространялось только вперед, под некоторым углом к направлению пучка у-лучей; его не удавалось потушить как это делалось с люминесценцией;оно не ослабевало при сильном нагреве вещества. Встал вопрос: какова же его природа? Анализируя эти результаты, Сергеи Иванович уже в 1934 г. приходит к выводу, что это свечение вызывается не у-лучами, а электронами, обладающими большими скоростями и возникающими в веществе при прохождении через него у-лучей. Для подтверждения этой версии были проделаны специальные опыты по возбуждению свечения веществ электронами. Возникающее при этом свечение оказалось аналогичным по своим свойствам ранее обнаруженному. Сам С. И. Вавилов назвал это явление «эффектом Черенкова». К 1937 г. И. Е. Тамм и И. М. Франк разработали теорию данного явления: оно объяснялось тем, что сверхсветовой электрон (скорость которого больше фазовой скорости света в данной среде) при движении в среде излучает электромагнитную волну, которая от него отстает, образуя коническую поверхность. Долгое время ни теория, ни явление не признавались. Но развитие физики делало свое дело. В 1946 г. ученые за данное открытие были удостоены Государственной премии I степени; а в 1958 г. Тамму, Франку и Черенкову за открытие и толкование эффекта Черенкова была присуждена Нобелевская премия. Имени С. И. Вавилова в списке лауреатов не было, хотя его руководящее начало в этом открытии совершенно бесспорно. Но, по положению, Нобелевские премии присуждаются только живущим ученым (Вавилов умер в 1951 г.). С открытием излучения Вавилова — Черенкова возник новый раздел современной физики — оптика сверхсветовых излучателей. С помощью излучения Вавилова — Черенкова можно определить скорость элементарных частиц высоких энергий, установить их природу. С использованием этого излучения Сегре был открыт антипротон. Счетчики Вавилова — Черенкова нашли широкое применение в космической технике. На основе этого явления созданы специальные спектрометры для определения энергии у-лучей при работе ускорителей. Этот эффект используется и в астрофизике, и в решении проблемы управляемых термоядерных реакций. В 1938 г. необходимость исследований в области ядерной физики стала совершенно очевидной. Президиум АН СССР, заслушав доклад Вавилова по этому вопросу, одобрил деятельность ФИАНа, указал на недостатки и наметил планы по организации этих работ в рамках академии. При физическом отделении АН СССР была создана специальная комиссия по атомному ядру во главе с Вавиловым. С 1939 г. лабораторию атомного ядра ФИАНа стал возглавлять Д. В. Скобельцын. далее