Валерий Анатольевич Рубаков — академик РАН, активно работающий физик-теоретик, один из ведущих мировых специалистов в области квантовой теории поля, физики элементарных частиц и космологии.

Биография

В.А. Рубаков родился в Москве в 1955 году. Окончил физический факультет МГУ, защитив в дипломную работу на кафедре Н.Н. Боголюбова.

После завершения обучения в университете поступил в аспирантуру Института ядерных исследований АН СССР (ИЯИ).

В 1981 году под руководством Н.В. Красникова и А.Н. Тавхелидзе он защитил кандидатскую диссертацию "Структура вакуума в калибровочных моделях квантовой теории поля" и стал младшим научным сотрудником Отдела теоретической физики ИЯИ, в котором трудится до сих пор, защитив докторскую диссертацию (1989г.) и пройдя путь до главного научного сотрудника (1994г.).

Научная деятельность

В.А. Рубаков является автором более 160 научных работ, многие из которых внесли основополагающий вклад в теорию ранней Вселенной, непертурбативную квантовоую теорию поля, теорию образования барионной асимметрии Вселенной, квантовую гравитацию.

В.А. Рубаков стоял у истоков современной инфляционной теории, одним из первых осознав, что изучая Вселенную сегодня и поняв историю её развития можно узнать новое о физике частиц высоких энергий, пока недоступных прямому экспериментальному наблюдению. Эту связь иллюстрируют работа по рождению гравитационных волн в экспоненциально расширяющейся Вселенной и работы, посвящённые электрослабому несохранению фермионных чисел, в наиболее известной из которых было установлено, что аномальные процессы с изменением барионных и лептонных чисел происходят чрезвычайно быстро в ранней Вселенной. Это открытие является основой электрослабого бариогенезиса и лептогенезиса, позволяющих объяснить барионную асимметрию Вселенной.

Цикл работ В.А. Рубакова 70-80-х гг. посвящён вопросам квантовой гравитации, совместно с П.Г. Тиняковым и Г.В. Лаврелашвили был разработан метод, позволяющий изучать процессы квантового рождения частиц при изменении пространственной топологии - например, при образовании новых небольших замкнутых Вселенных, отщепляющихся от нашей. Эти процессы могут приводить к тому, что константы связи теории становятся динамическими параметрами, что открывает новые возможности в решении проблемы космологической постоянной, а также к потере квантовой когерентности. Благодаря наличию этих наблюдаемых эффектов можно надеяться в будущем проверить гипотезу о возможности образования "дочерних" Вселенных и получить уникальную информацию о гравитационном взаимодействии в квантовом режиме.

В работах с Д. Григорьевым и М.Е. Шапошниковым в 1988-89 г.г. авторы пришли к пониманию, что при определенных условиях динамические эффекты в квантовой теории поля можно исследовать методами теории класических полей, и на этой основе явно, компьютерным симулированием продемонстрировали образование солитонных пар и протекание сфалеронных процессов при высоких температурах.

Большой цикл работ 1990-2000 годов (в соавторстве с С. Хлебниковым, П.Г. Тиняковым, D. Son, Ф. Безруковым, C. Rebbi, Д. Левковым) посвящён изучению непертурбативных (инстантонных) вкладов в сечение рассеяния частиц высоких энергий. Наивные пертурбативные вычисления показывали факториальный рост сечения многочастичного рождения при столкновении частиц высоких энергий. Вычисления процессов в случае высоких температур, большой плотности фермионов или при наличии тяжёлых фермионов в начальном состоянии также приводили к неподавленным переходам с нарушением барионного и лептонного чисел при энергиях порядка энаргии электрослабого сфалерона. Первый анализ таких процессов в столкновениях частиц высоких энергий, проведённый с помощью теории возмущений на фоне инстантона, также указывал на экспоненциальный рост вероятности при приближении к энергии сфалерона. Это вызвало огромный интерес к данной области исследования, в связи с возможностью наблюдения подобных процессов в экспериментах в обозримом будущем. Однако полный непертурбативный анализ процессов с изменением топологической структуры вакуума в столкновениях частиц потребовал значительного времени. Развитый В.А.Рубаковым квазиклассический подход позволил убедиться в экспоненциальном подавлении сечения многочастичного рождения при высоких энергиях, в частности, показал наличие экспоненциального подавления процессов с несохранением барионного числа в столкновениях частиц с энергиями, реалистичными для экспериментов обозримого будущего.

Одной из наиболее серьёзных проблем на стыке физики частиц, астрофизики и космологии является проблема отсутствия обрезания спектра космических лучей при сверхвысоких энергиях. В.А. Рубаковым и В.А. Кузьминым для объяснения этого явления была предложена (1997г.) модель тёмной материи, состоящей из сверхтяжёлых нестабильных частиц, распадающихся на обычные частицы Стандартной модели из-за непертурбативных эффектов, обеспечивающих время жизни сверхтяжёлых частиц порядка времени жизни Вселенной. Эта гипотеза может быть проверена экспериментально уже в ближайшем будущем.

Ещё в начале 80-х годов, В.А. Рубаков и М.Е. Шапошников предложили концепцию многомерного мира, включающую в себя дополнительные бесконечные пространственные измерения, наблюдение которых возможно при высоких энергиях. При низких энергиях взаимодействие устроено так, что наблюдаемые частицы могут перемещаться лишь по трёхмерному подмногообразию, чем и обусловлена кажущаяся трёхмерность нашего мира. После построения моделей с локализованной на трёхмерном многообразии гравитацией (конец 90-х гг.) концепция многомерного мира получила бурное развитие, и именно этой концепции посвящены работы В.А.Рубакова последних лет, в которых исследовались модификация гравитации на больших и малых расстояниях, вопросы сохранения унитарности, массы и электрического заряда, возможные космологические проявления моделей с дополнительными пространственными измерениями.

Информация с сайта inr.ru

Фото Павла Колесова с сайта dubna.ru: директор ОИЯИ академик РАН Алексей Сисакян (слева) вручил на 105-й сессии Ученого совета ОИЯИ академику Валерию Рубакову свидетельство о присуждении ему премии имени Б.М. Понтекорво за 2008 год.