Монография А. И. Олемского «Микроскопическая теория неоднородных структур», положила начало сотрудничеству с профессором А. А. Кацнельсоном и его научной группой. Это сотрудничество, продолжавшееся около четверти века, позволило объяснить такие явления, как гетерогенное упорядочение твердых растворов, образование иерархически соподчиненных дефектных структур, особенности поведения гидрогенизированных металлических сплавов, немонотонная эволюция структуры неравновесных твердых растворов в процессе многофазного распада. В результате А. И. Олемской и А. А. Кацнельсон развили оригинальную концепцию обобщенной температуры, которая позволила представить сложное состояние неравновесной конденсированной среды.