Mandelstam-Brillouinův rozptyl je rozptyl optického záření kondenzovanými médii (pevnými látkami a kapalinami) jako výsledek jeho interakce s přirozenými elastickými vibracemi těchto médií. Je doprovázena změnou souboru frekvencí (vlnových délek), které záření charakterizují – jeho spektrálního složení. Například Mandelstam-Brillouinův rozptyl monochromatického světla vede k výskytu šesti frekvenčních složek rozptýleného světla v kapalinách - tří (jedna z nich má nezměněnou frekvenci). Efekt je pojmenován po sovětském fyzikovi Leonidu Mandelstamovi a francouzsko-americkém fyzikovi Léonu Brillouinovi .
Poměrně silná interakce mezi částicemi kondenzovaného prostředí (spojuje je do uspořádané prostorové mřížky) vede k tomu, že se tyto částice nemohou samostatně pohybovat - jakákoliv jejich excitace se šíří prostředím ve formě vlny. Avšak při jakékoli jiné teplotě než absolutní nule jsou částice v tepelném pohybu. V důsledku toho se v prostředí šíří elastické vlny různých frekvencí všemi možnými směry ( hyperzvuk ). Superpozice takových vln na sebe způsobuje vznik tzv. kolísání hustoty prostředí (malé lokální odchylky hustoty od její průměrné hodnoty), na kterém se světlo rozptyluje . Mandelstam-Brillouinův rozptyl ukazuje, že světelné vlny interagují přímo s pružnými vlnami , které obvykle nejsou pozorovány odděleně.
L. I. Mandelstam vycházel z konceptu stojatých vln – kondenzací a řídnutí hustoty, které modulují světelnou vlnu – a teoreticky předpověděl Mandelstam-Brillouinův rozptyl (jeho článek, napsaný v roce 1918, vyšel až v roce 1926). L. Brillouin (1922) nezávisle získal stejné výsledky, když uvažoval o rozptylu světla pružnými vlnami, které se pohybují k sobě v prostředí. V jeho přístupu k jevu je fyzikální příčinou „rozštěpení“ monochromatických čar Dopplerův jev .
První pokusy o pozorování Mandelstam-Brillouinova rozptylu, provedené L. I. Mandelstamem a G. S. Landsbergem (1930), umožnily pouze pozorovat rozšíření čar Ramanova rozptylu . První úspěšné experimenty a podrobné studie provedl E. F. Gross . Zejména objevil (1938), že Mandelstam-Brillouinův rozptyl rozděluje monochromatickou čáru na šest složek (je to způsobeno tím, že rychlost zvuku v je různá pro různé směry, v důsledku čehož v obecném případě jsou v ní tři - jedna podélná a dvě příčné - zvukové vlny stejné frekvence, z nichž každá se šíří vlastní rychlostí v ). On také studoval Mandelstam-Brillouin rozptyl v kapalinách a amorfních pevných látkách ( 1930-1932 ) , ve kterém, spolu se dvěma “posunutými” složkami, “neposunutá” složka počáteční frekvence f je také pozorována . Teoretické vysvětlení tohoto jevu patří L. D. Landauovi a G. Plachkovi (1934), kteří ukázali, že kromě kolísání hustoty je nutné brát v úvahu i kolísání teploty média.
Vytvoření laserů nejen zlepšilo možnosti pozorování Mandelstam-Brillouinova rozptylu, ale vedlo také k objevu tzv. stimulovaného Mandelstam-Brillouinova rozptylu (SMBS), který se vyznačuje větší intenzitou a mnoha kvalitativními znaky. Výzkumy Mandelstam-Brillouinova rozptylu v kombinaci s dalšími metodami umožňují získat cenné informace o vlastnostech rozptylových médií. SMBS se používá k generování výkonných hypersonických vln v řadě technických aplikací. Používá se také v Brillouinově reflektometroskopii k lokalizaci a měření velikosti napětí v úsecích optického vlákna.