Колоколов Игорь Валентинович
Базовая кафедра теоретической физики Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН
Профессиональные интересы
Должности
- Заведующий кафедрой — Базовая кафедра теоретической физики Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН
- Профессор — Базовая кафедра теоретической физики Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН
Био
- · Начал работать в НИУ ВШЭ в 2016 году.
- · Научно-педагогический стаж: 27 лет.
Образование
- 2025 · Член-корреспондент РАН
- 2010 · Ученое звание: Доцент
- 1998 · Доктор физико-математических наук
- 1983 · Специалитет: Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола, специальность «Физика», квалификация «Физик»
Опыт работы
- · 1983: В году закончил Новосибирский государственный университет, получил диплом по специальности «физика». В
- · 1990: году защитил кандидатскую диссертацию по специальности «теоретическая физика», которая была посвящена развитию функциональных методов в статистической физике квантовых магнетиков и использованию магнитных сред для поиска псевдоскaлярных дальнодействий (частиц типа аксионов и арионов). Работал в ИЯФ им. Будкера старшим, и затем, ведущим научным сотрудником. В
- · 1998: году защитил докторскую диссертацию по специальности "теоретическая физика" на основе решенных с его участием задач статистической гидродинамики. С
- · 2003: года работает в Институте Теоретической Физики им. Л.Д.Ландау ведущим научным сотрудником, тогда же был избран на должность заместителя директора ИТФ им. Л.Д.Ландау
- · Курсы:
- · Математические методы физики, Физическая Кинетика, Физика Сплошных Сред, Избранные Главы Статистической Физики, Магнетизм -
- · ФФ НГУ, ФОПФ МФТИ,
- · Физическая Кинетика - Национальный Исследовательский Университет Высшая Школа Экономики
Награды и поощрения
- · Благодарность декана факультета физики НИУ ВШЭ (январь 2023)
- · Надбавка за публикацию в журнале из Списка А (и приравненном к нему научном издании) (2025–2026, 2024–2025, 2023–2024)
- · Надбавка за публикацию в международном рецензируемом научном издании (2022–2023, 2021–2022, 2019–2021, 2017–2019)
Идентификаторы исследователя
- ORCID:
0000-0002-7961-8588 - ResearcherID:
F-6068-2017 - Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=pF2ra-YAAAAJ
- Scopus AuthorID:
7003722702
Публикации (53)
Correlations of Vorticity inside a Coherent Vortex
2023 · ARTICLE · en
We investigate fluctuations of vorticity inside a coherent vortex generated by the inverse energy cas- cade in two-dimensional turbulence. Temporal and spatial correlations can be characterized by the pair cor- relation function. The interaction of fluctuations leads to a nonzero third moment of vorticity. We analyze the pair correlation function and the third moment using a model in which the pumping is short-correlated in time and derive explicit expressions for the Gaussian spatial correlation function for the pumping force.
Probability of High Intensities of the Light Wave Propagating in a Turbulent Atmosphere
2023 · ARTICLE · en
We examine statistics of fluctuations of the laser beam intensity at its propagating in turbulent atmosphere. We are interested in relatively large propagating distances and the remote tail of the probability density func- tion. The tail is determined by the stretched exponent, we find its index
Coherent vortex versus chaotic state in two-dimensional turbulence
2022 · ARTICLE · en
We examine analytically and numerically the state of a two-dimensional fluid in a finite box appearing as a result of the inverse cascade supported by a permanent pumping. We argue that there are two different states. One of the states is dominated by big coherent vortices with a well-defined mean profile. The other state is dominated by strong chaotic large-scale fluctuations. The character of the realized state depends on the ratio where is the kinematic viscosity coefficient, is the characteristic wave vector of the pumping force and the bottom friction coefficient. If the ratio is large then one expects to observe the first state, whereas in the opposite state the second (chaotic) state is expected. To check the prediction we performed the direct numerical simulations of hydrodynamics of a weakly compressible two-dimensional fluid with no-slip boundary conditions. The pumping force is static and contains some spacial harmonics. The simulations are performed for different values of pumping and of the ratio . We introduce the criterion based on presence/absence of long time correlations to distinguish two above states. The numerical results confirm the analytical predictions.
Coherent vortex in a spatially restricted two-dimensional turbulent flow in absence of bottom friction.
2021 · ARTICLE · en
We investigate the coherent vortex produced by two-dimensional turbulence excited in a finite box. We establish analytically the mean velocity profile of the vortex for the case where the bottom friction is negligible and express its characteristics via the parameters of pumping. Our theoretical predictions are verified and confirmed by direct numerical simulations in the framework of two-dimensional weakly compressible hydrodynamics with zero boundary conditions.
Optimality in self-organized molecular sorting
2021 · ARTICLE · en
We introduce a simple physical picture to explain the process of molecular sorting, whereby specific proteins are concentrated and distilled into submicrometric lipid vesicles in eukaryotic cells. To this purpose, we formulate a model based on the coupling of spontaneous molecular aggregation with vesicle nucleation. Its implications are studied by means of a phenomenological theory describing the diffusion of molecules toward multiple sorting centers that grow due to molecule absorption and are extracted when they reach a sufficiently large size. The predictions of the theory are compared with numerical simulations of a lattice-gas realization of the model and with experimental observations. The efficiency of the distillation process is found to be optimal for intermediate aggregation rates, where the density of sorted molecules is minimal and the process obeys simple scaling laws. Quantitative measures of endocytic sorting performed in primary endothelial cells are compatible with the hypothesis that these optimal conditions are realized in living cells.
Structure of coherent columnar vortices in three-dimensional rotating turbulent flow
2020 · ARTICLE · en
It is known that the turbulence in a fast-rotating volume becomes effectively two- dimensional. The latter is characterized by an inverse energy cascade leading to the formation of coherent flow in finite systems. In a rotating three-dimensional vessel this flow has the form of columnar vortices. Here we develop an analytical theory describing interaction of the vortex with turbulent pulsations. This interaction results in energy transfer from small-scale eddies to the large-scale vortex. We derive the equation for the radial velocity profile of the vortex and solve it for the simplest boundary conditions. We indicate the domain of physical parameters where our theory works.
Statistical properties of a laser beam propagating in a turbulent medium
2020 · ARTICLE · en
We examine statistical properties of a laser beam propagating in a turbulent medium. We prove that the intensity fluctuations at large propagation distances possess a Gaussian probability density function and establish quantitative criteria for realizing the Gaussian statistics depending on the laser propagation distance, laser beam waist, laser frequency, and turbulence strength. We calculate explicitly the laser envelope pair correlation function and corrections to its higher-order correlation functions breaking Gaussianity. We discuss also statistical properties of the brightest spots in the speckle pattern.
Coherent Vortex in Two-Dimensional Turbulence around a Rotating Disc
2020 · ARTICLE · en
We consider the structure of a coherent vortex formed around a solid rotating disc in two-dimensional turbu- lent flow. We find the average velocity profile of the coherent vortex for different rotation velocities
Coherent vortex in two-dimensional turbulence: Interplay of viscosity and bottom friction.
2020 · ARTICLE · en
We examine coherent vortices appearing as a result of the inverse cascade of two-dimensional turbulence in a finite box in the case of pumping with arbitrary correlation time in the quasilinear regime. We demonstrate that the existence of the vortices depends on the ratio between the values of the bottom friction coefficient α and the viscous damping of the flow fluctuations at the pumping scale.
Крупномасштабное течение в двумерной турбулентности при статической накачке
2017 · ARTICLE · ru
Двумерная турбулентность имеет замечательную тенденцию к самоорганизации в крупномасштаб- ные когерентные структуры благодаря обратному каскаду. В настоящей работе мы исследуем случай стационарной накачки, когда возбуждающая сила не зависит от времени, этот случай соответствует ор- ганизации большинства экспериментов. Мы устанавливаем зависимость крупномасштабного течения от параметров системы и характеристик накачки для неограниченной системы и конечной ячейки.
Курсы (5)
-
Семинар наставника · 3 раза
2024/2025, 2023/2024, 2022/2023 · Магистратура · рус
-
Введение в статистическую гидродинамику · 2 раза
2022/2023, 2021/2022 · Бакалавриат · рус
-
Дополнительные главы математической физики
2022/2023 · Бакалавриат · рус
-
Научно-исследовательский семинар: ланжевеновская динамика и кинетика равновесных и неравновесных систем · 2 раза
2022/2023, 2021/2022 · Бакалавриат · рус
-
Физическая кинетика
2021/2022 · Магистратура · рус