Алиханьян родился в Тифлисе в армянской семье.
Как рассказывает А. Мостинская, он «с детства очень хорошо знал, что такое тяжелый труд и голод: в 14 лет он был официантом в полулегальном тбилисском кабачке, где курили опиум, а по вечерам продавал газеты. В 16 лет на улице спас от замерзания молодого врача, который потом подготовил его для поступления в Ленинградский политехнический институт. Попав в Ленинград, Артем Исаакович был настолько счастлив, что сначала подал документы сразу в три учебных заведения: мореходку, Политехнический институт и университет. Долго колебался: море или математика? Победила математика»[3].
Окончил Ленинградский университет (1931).
Обнаружил в составе космического излучения интенсивный поток быстрых протонов, интенсивную генерацию протонов быстрыми нейтронами, открыл ливни нового типа — так называемые «узкие ливни», получил первые указания на существование частиц с массами, промежуточными между массой мюона и протона, выдвинул идею о существовании в составе космического излучения большого количества нестабильных частиц и т. д.
Сразу после открытия супругами Жолио-Кюри искусственной радиоактивности А. И. Алиханьян с сотрудниками открыли первый искусственный радиоактивный элемент — кремний, испускающий отрицательные электроны. По оценке Л. Арцимовича, это открытие позволило понять, чем определяется знак заряда испускаемых при бета-распаде электронов[5].
В 1941 году получил Сталинскую премию второй степени.
Являлся начальником высокогорной станции по изучению космических лучей в Армении. Как отмечает Алла Мостинская: "О станции и ее руководителе ходили легенды: уникальные исследования проводились на высотах 3250 метров и 3700 метров, почти на пике самой высокой горы на территории Армении — Арагац, с применением электромагнитного спектрометра, равного которому в мире тогда не было". Его первая экспедиция на Арагац была в 1942 году. С началом же войны ранее, как повествует Мостинская: "А. И. Алиханьян одним из первых записался в ополченцы и был сразу же направлен в распоряжение Военно-морского флота на особо опасный участок Ленинградского фронта — в Кронштадт, где получил задание на проведение научных работ по оборонной тематике... Он регулярно прилетал в Ленинград, для чего ему приходилось пересекать линию фронта, чтобы принимать участие в работе комиссии по реализации оборонных предложений. Эти перелеты представляли собой огромную опасность и вызывали изумление у многих его коллег". Работы же по изучению космических лучей начались ещё в 1939 году в лаборатории брата Алиханьяна - Абрама Алиханова. Проведению дальнейших исследований, запланированных на Памире, помешала начавшаяся война. С целью продолжения исследований братья-физики обратились к академику С. И. Вавилову и вице-президенту АН СССР Л. А. Орбели с просьбой разрешить летом 1942 года осуществить экспедицию по исследованию космических лучей на горе Арагац. Экспедиция была разрешена, её членам было выдано оружие, Алиханьян же получил указание ЦК компартии Армении в случае прорыва немцев через Кавказ «слиться с одним из партизанских отрядов»[3].
Борис Иоффе в своей книге воспоминаний отозвался об Артёме Алиханьяне так:
«[Алиханьян] понял, что для выяснения природы ядерных сил необходимы эксперименты с частицами высоких энергий»…, «тесное сотрудничество экспериментаторов и теоретиков».
Работы
«Интеллект воспламеняется от интеллекта», - говорил Артем Алиханьян[3].
Сталинская премия II степени (1941) — за научные работы по исследованию радиоактивности, опубликованные в 1936, 1938 и 1940 годах
Сталинская премия I степени (1948) — за научные исследования в области космических лучей, результаты которых изложены в статьях: «Состав мягкой компоненты космических лучей на высоте З250 м над уровнем моря», «О существовании частиц с массой, промежуточной между массой мезотрона и протона», «Спектр масс варитронов» (1947)[11]
Ленинская премия в области науки и техники (1970) — за работу «Трековые искровые камеры»
Храмов Ю. А. Алиханьян Артём Исаакович // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 10—11. — 400 с. — 200 000 экз.
Мамиджанян Э. А. Артём Алиханян в воспоминаниях друзей и коллег. К 100-летию со дня рождения, 2008, ISBN 978-5-9221-0982-6. 344 стр.