Соловьев Леонид Сергеевич

( 22.05.1927 - 05.02.1997 )


Соловьев Л.С.
  Советский физик, доктор физико-математических наук. Окончил физический факультет МГУ в 1950 г. Специалист в области физики плазмы. Основные работы посвящены геометрии магнитных полей, теории дрейфового движения заряженных частиц, МГД-равновесию и устойчивости горячей  плазмы. Родился в городе Минске.

1962 г кандидатская диссертация
1972 г докторская диссертация
1954-1987 г.г сотрудник ИАЭ им. И.В. Курчатова
1987-1991г.г. старший научный сотрудник ТРИНИТИ ( г. Троицк Московской обл.)
1991-1997 г.г. главный научный сотрудник ИЗМИРАН
Опубликовал около 130 научных работ, в том числе серию классических обзоров в сборниках  «Вопросы теории плазмы»  под редакцией академика М.А.Леонтовича.


Леонид Сергеевич Соловьев (1927-1997) - крупный ученый, известный  физик-теоретик, специалист в области теории плазмы, один из пионеров управляемого термоядерного синтеза в СССР. Ряд принципиальных исследований, выполненных им и вошедших в фундаментальные обзоры серии "Вопросы теории плазмы", принесли Л.С. Соловьеву мировую известность.

Л.С. Соловьев родился 22 мая 1927 года в Минске в семье вузовских преподавателей. В 1930 г. семья переезжает в Москву. На юношеские годы Леонида Сергеевича приходится  война, эвакуация, поступление в военное летное училище, вынужденный уход из него по состоянию здоровья, сдача экстерном экзаменов за среднюю школу и поступление в 1945 году на физический факультет Московского государственного университета.
Соловьев1
Студент
По окончанию кафедры теоретической физики МГУ в 1950 г. его распределяют в КБ ведомственного института, но уже в 1954 г. огромное желание заниматься теоретической физикой приводит Л.С. Соловьева в Лабораторию измерительных приборов АН СССР (так в то время  назывался  институт Атомной энергии) к академику М.А. Леонтовичу, который собрал в своем секторе коллектив талантливых физиков, каждый из которых внес крупный вклад в теорию плазмы.
Соловьев2
 Леонид Сергеевич включается в разработку фундаментальных вопросов термоядерной плазмы, ее динамики и удержания. В 1957-1964 гг. им была выполнена серия теоретических работ по ключевым проблемам физики магнитного удержания плазмы. Прежде всего, это работы по структуре тороидальных магнитных полей сложных конфигураций, радикально изменившие существовавшие о них представления. После работ Л.Спитцера и М. Крускала утвердилось представление о тороидальных плазменных конфигурациях как о системах вложенных магнитных поверхностей. Результаты исследований Л.С.Соловьева и А.И.Морозова показали, что такие конфигурации являются вырожденными, а в общем случае поверхности расщепляются, образуя так называемые магнитные острова. Это привело к возрождению стеллараторов и заложило основу для объяснения и понимания многих особенностей токамаков.
Бурштейн
  Одновременно с этим Л.С. Соловьев занимается вопросами динамики одиночных заряженных частиц в тороидальных электромагнитных полях. В частности, анализ дрейфовых уравнений позволил придать им новую форму, из которой следовали неизвестные ранее законы сохранения, ставшие предметом дальнейшего интенсивного анализа. Особое значение имеет полученная Л.С.Соловьевым новая (лагранжева) форма дрейфовых уравнений, впоследствии способствовавшая развитию гамильтонова формализма при анализе траекторий дрейфа.

  В 1962 г. Л.С. Соловьев защищает кандидатскую диссертация «Нелинейные гидромагнитные колебания плазменного шнура»,  в которой рассматривается гидромагнитная устойчивость по отношению к возмущениям конечной амплитуды.

 В конце 60-х годов начинается активная разработка стационарных плазменных ускорителей как инжекторов в установках УТС, а также как  космических двигателей. Исследования принципа стационарного плазменного ускорителя с собственным магнитным полем, проводившиеся  под руководством А.И. Морозова, привели к ряду совершенно неожиданных результатов, потребовавших глубокого теоретического анализа. Леонид Сергеевич принял самое активное участие в этой работе. К началу 70-х годов Л.С. Соловьев и А.И. Морозов создают теорию симметричных течений идеальной двухкомпонентной плазмы. На основе выведенной ими изящной трехпотоковой системы уравнений на примере стационарных течений впервые удалось выявить фундаментальные особенности эффекта Холла в плазме и объяснить наблюдавшиеся на опыте его нетривиальные проявления, в частности вмороженность магнитного поля в электронную (а не в ионную) компоненту магнитного поля. Теория осесимметричных течений способствовала созданию принципиально новых коаксиальных квазистационарных плазменных ускорителей с уникальными параметрами. Результаты этих исследований отражены в ряде статей и подытожены в специальных обзорах в серии "Вопросы физики плазмы" в соавторстве с А.И. Морозовым и  В.Д.Шафрановым.
Соловьев4
 В 1972 году он защищает докторскую диссертацию «К теории устойчивости плазмы в магнитном поле», а в «Вопросах теории плазмы» выходит его обзор «Гидромагнитная устойчивость замкнутых плазменных конфигураций». В приближении МГД в этих работах  теоретически исследованы равновесие и устойчивость замкнутых конфигураций горячей  плазмы в магнитном поле. Здесь были обстоятельно проанализированы как стабилизирующие, так и дестабилизирующие факторы, а также получен новый точный достаточный критерий устойчивости, показывающий, что основным стабилизирующим механизмом в замкнутых плазменных конфигурациях со сложной геометрией поля является магнитная яма.
Его чисто теоретические исследования удачно дополняются математическим моделированием и расчетами, проведенными совместно с сотрудниками Института прикладной математики  АН СССР. Основная часть этих работ относится к исследованию устойчивости плазмы в тороидальных установках для УТС (токамак, стелларатор). Эти публикации представляют интерес даже в наше время, когда методы численного   моделирования получили широчайшее распространение.
 
     В частности, большая серия работ этого периода посвящена вопросам устойчивости  плазменных цилиндров с винтовым магнитным полем («распрямленная» модель тороидальной установки) и  с чисто азимутальным полем (Z-пинч). Построена строгая линейная теория устойчивости с привлечением спектральных свойств дифференциальных операторов и расчетами собственных значений, получены некоторые общие критерии устойчивости  и их параметрические зависимости. От исследования линейных возмущений Леонид Сергеевич переходит к изучению нелинейной стадии развития двумерных неустойчивостей конвективного типа. При сочетании аналитического рассмотрения с методами численного моделирования в рамках МГД-модели было подробно исследовано нелинейное развитие ряда двумерных неустойчивостей в плазме и нейтральном газе. Этот большой и продолжительный цикл исследований был систематизирован Л.С.Соловьевым и  Н.М.Зуевой в сводном препринте Института атомной энергии  имени И.В. Курчатова "Газодинамические неустойчивости конвективного типа".
Соловьев5
  В 1987 г. Леонид Сергеевич переходит в Институт инновационных и термоядерных исследований (филиал Курчатовского института). Здесь он публикует ряд  работ, посвященных построению нового математического аппарата  для  учета двухжидкостных и релятивистских эффектов в горячей плазме,  имеющих важное значение в астрофизических приложениях.
 
     Еще одна серия исследований посвящена релятивистской газодинамике и релятивистским обобщениям  теории равновесия и устойчивости плазменных конфигураций. При этом основное внимание уделяется не развитию сложных математических методов, а построению сравнительно простых физических моделей, допускающих их полный анализ и позволяющих прояснить суть релятивистских эффектов. В частности, именно в рамках такой упрощенной модели Л.С. Соловьев с соавторами рассмотрел вопрос о возможности генерации сильных электрических полей во встречных пучках заряженных частиц при развитии в них неустойчивостей плазменного типа.  Исторически интерес к этой проблеме связан с генерацией «ускорительных» нейтронов в Z-пинче (Б.А. Трубников, 1952-1956 г.), но позже эта задача рассматривалась также в связи с проблемой происхождения космических частиц высоких энергий.

     В 1991 г. Леонида Сергеевича приглашают в Институт Земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР. Проведенные здесь теоретические разработки связаны в основном с астрофизическими  проблемами, в частности с приложениями теории МГД-равновесия и устойчивости к солнечным объектам.
Соловьев6
  Среди этих исследований сам Л.С. Соловьев выделял работы, посвященные теории равновесного солнечного пятна и анализу равновесия и устойчивости коронального плазмоида – необычного объекта солнечной атмосферы, открытого в 1991 г. Последняя проблема,  которой занимался Леонид Сергеевич, связана со строением магнитосферы Солнца. Это исследование, касающееся весьма актуальной и стремительно развивающейся области космической электродинамики, к сожалению, осталось фактически незавершенным.

CПИСОК НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ  Л.С. СОЛОВЬЕВА
АННОТАЦИИ СТАТЕЙ Л.С. СОЛОВЬЕВА

Материал подготовили:
Л.И. Старкова, В. А. Кутвицкий