Занимался в заочной школе при Физтехе
(Москва), с первой попытки в него не поступил, год работал автослесарем и затем
сразу сдал вступительные экзамены. В 1984 году с отличием окончил Факультет
проблем физики и энергетики Московского физико-технического института (МФТИ), в
1987 году — аспирантуру. Далее — в Институте физики высоких давлений (ИФВД) РАН
имени Л.Ф. Верещагина РАН (г. Троицк, Московская обл.): прошел все ступени
научной карьеры: зав. лабораторией с 1991 года, заместитель директора по
научной работе (1993 год). С 2016 года — директор Института физики высоких
давлений РАН.
И.о. председателя Президиума Троицкого
Научного центра РАН.
Член-корреспондент РАН c 2011 года,
академик РАН c 2016 года — Отделение физических наук.
Академик В.В. Бражкин — специалист в
области физики высоких давлений, фазовых переходов и физики неупорядоченных
конденсированных сред, сверхтвердых материалов. Его работы получили широкое
признание как в России, так и за рубежом. Основоположник нового направления
физики конденсированного состояния. Им обнаружено и изучено новое явление —
структурные превращения под давлением в расплавах элементарных веществ и
простых соединений (Se, I2, S, Bi, AlCl3, AsS, As2S3, B2O3 и др.) без изменения
химического состава. Основные научные труды В.В. Бражкина опубликованы в
журналах Nature Materials, Phys. Rev. Letters, Phys. Rev. B, УФН, Письма в
ЖЭТФ. Он регулярно выступает как приглашенный докладчик на престижных
международных конференциях, был сопредседателем первого крупного международного
совещания (2001), посвященного фазовым превращениям в неупорядоченных средах.
В 1987 году защитил кандидатскую
диссертацию, в 1996 году защитил докторскую диссертацию на тему «Фазовые
превращения в неупорядоченных конденсированных средах при высоком давлении»,
профессор.
Свою научную работу В.В. Бражкин начал в
1982 году, еще будучи студентом, в Лаборатории необратимых полиморфных
превращений ИФВД под руководством заведующей лабораторией, доктора
физико-математических наук Светланы Владимировны Поповой – известного
специалиста в области фазовых переходов и физики высоких давлений, в частности,
благодаря участию в синтезе и изучении сверхплотной модификации кремнезема
(стишовита) совместно с С.М. Стишовым.
Под
руководством С.В Поповой В.В. Бражкин начал исследования фазовых превращений в
неупорядоченных конденсированных средах (жидкостях, стеклах, аморфных
материалах) при высоком давлении. Первоначально перед ним была поставлена
задача исследования метастабильных кристаллических фаз, но в 1983 году С.В.
Попова решила начать развивать тему металлических стекол в ИФВД и предложила
В.В. Бражкину попробовать сделать металлические стекла под давлением. При
работе над этой темой его заинтересовало необычное и тогда еще мало изученное
поведение стеклообразующих жидкостей под давлением. С тех пор изучение
жидкостей и стекол стало одним из основных направлений научной деятельности
Вадима Вениаминовича. В этой области в настоящее время он является одним из
мировых лидеров.
Основное направление деятельности В.В.
Бражкина — исследования фазовых превращений в неупорядоченных конденсированных
средах (флюиды, жидкости, стекла, аморфные твердые тела) при высоком давлении.
Ему посчастливилось найти область, в которой он и ИФВД стали первыми, —
структурные превращения в расплавах под давлением.
В.В. Бражкиным было показано, что
большинство молекулярных соединений на основе легких элементов являются
термодинамически метастабильными фазами. При высоких давлениях эти вещества
испытывают необратимые превращения в полимеризованные состояния, а при
дальнейшем росте давлений – в смесь элементарных веществ и простых соединений
(CH4, CO2, H2O, NH3).
В.В. Бражкиным выполнены исследования
структурных превращений в стеклах и аморфных твердых телах (SiO2, GeO2, B2O3,
P2O5, H2O), при исследовании явления твердофазной аморфизации кристаллов под
давлением он впервые получил объемные фазы аморфных тетраэдрических
полупроводников. Экспериментально установлено, что причиной твердофазной
аморфизации является уменьшение модулей сдвига соответствующих кристаллических
решеток. Кроме физики фазовых переходов и физики материалов эта работа также
важна для изучения недр земли, других планет и звёзд.
В.В. Бражкиным установлено, что
превращения сопровождаются резкими изменениями структуры и свойств жидкости, в
ряде веществ реализуются переходы диэлектрик-металл. Под руководством В.В.
Бражкина выполнена серия основополагающих работ по исследованию резких и
размытых структурных превращений в стеклах и аморфных твердых телах. Впервые
обнаружена логарифмическая кинетика таких превращений. Для ряда
нестеклообразующих молекулярных кристаллов (AsS, P4Se3, P4S3) путем закалки из
расплава при высоких давлениях впервые получены стекла.
В.В. Бражкиным выполнен большой цикл
работ по изучению влияния высокого давления на вязкость жидкостей. Установлено,
что вязкость многих жидких оксидов и халькогенидов, испытывающих фазовые
превращения, резко падает при сжатии на несколько порядков величины. Новые
результаты были получены, в значительной мере, за счет успешного применения
широкого спектра новых экспериментальных методов, таких как рентгеновская
дифракция и рентгеновская радиография с использованием синхротронного
излучения.
Блестящим теоретическим продолжением
данных исследований стала работа В.В. Бражкина по «квантовой» природе
классических величин, которая вошла в 10 лучших работ в мире по физике за 2020
год по версии международных экспертов Physics World. В этой работе было
показано, что максимальная скорость звука и минимальные значения кинематической
вязкости и температуропроводности конденсированных сред определяются лишь
фундаментальными постоянными. Отношение максимальной скорости звука к скорости
света определяется лишь постоянной тонкой структуры и отношением масс протона и
электрона (или эквивалентно, постоянной Планка, отношением масс протона и
электрона и зарядом электрона). Также установлено, что для флюидов всех веществ
в сверхкритическом состоянии имеются минимально возможные значения
кинематической вязкости и температуропроводности, которые также определяются
фундаментальными постоянными: постоянной Планка, массой электрона и массой
соответствующей микрочастицы вещества (атома или молекулы).
В последние годы область исследований
В.В. Бражкина сместилась в сторону изучения структуры и динамики
сверхкритических флюидов. Сверхкритические флюиды сейчас активно используются
для переработки отходов — это так называемая зеленая химия, чистые технологии,
позволяющая бытовые отходы перерабатывать в сверхкритической воде. Им с
коллегами получены яркие результаты по теоретическому и экспериментальному
исследованию флюидов неона, аргона, воды, метана, двуокиси углерода и железа. Ими
была введена концепция линии Френкеля – принципиально нового элемента P-T
фазовых диаграмм. Линия названа в честь советского физика Якова Ильича
Френкеля, внесшего огромный вклад в современные представления о физике
жидкостей. Было показано, что в точках, лежащих на фазовой диаграмме ниже линии
Френкеля, в жидкостях существуют поперечные возбуждения, в то время как выше
линии Френкеля могут существовать только продольные колебания. Полученные
результаты позволяют по-новому взглянуть на саму природу жидкого состояния.
Если раньше предполагалось, что жидкость обладает нулевым модулем сдвига, то
теперь можно сказать, что жидкость демонстрирует конечную сдвиговую жесткость
на высоких частотах. При этом в газе сдвиговая жесткость отсутствует на любой
частоте. Установлено, что линия, разделяющая жидкость и газ, с точки зрения
спектра возбуждений во флюидах, существует при сколь угодно высоких давлениях.
Данные результаты показали необходимость существенного пересмотра
«классического» взгляда на природу жидкого состояния.
В.В. Бражкин возглавляет один из
престижных научно-исследовательских институтов страны — Институт физики высоких
давлений имени Л.Ф. Верещагина РАН, созданный в 1958 году в Троицке. Институт
получил международное признание еще в начале 60-х годов прошлого века благодаря
успешному синтезу алмазов — здесь тогда были получены первые в СССР алмазы. Под
его руководством институту была присвоена первая категория, воссозданы
аспирантура ИФВД РАН и базовая кафедра в МФТИ, увеличен приток молодежи,
возросло внебюджетное финансирование. Работы ИФВД РАН в течение последних 5 лет
регулярно входят в число основных достижений РАН.
В начале 90-х, когда финансирование
науки упало в 20 раз, а коммуналка съедала 80% бюджета Института, коллектив
спасался разного рода контрактами, а одновременно шли суды. Тогда в Институте
приняли решение — прикрыть многочисленные «кооперативы» и сосредоточиться на
чистой науке. Увы, искусственные алмазы не обогатили ИФВД, учёные занимались не
производством, а разработкой — в то время почти все заводы были не в России, а
рынок технических алмазов завоевал Китай.
Сейчас же исследователи ИФВД дошли до
уникальных технологий — до микроскопических наноалмазов, которые уже апробируются
в биомедицине. Созданные алмазы могут использоваться для новых технологий в
оптоэлектронике: для квантовых компьютеров, в качестве однофотонных эмиттеров.
В ИФВД научились делать нанокристаллы алмаза, легированные некоторыми
элементами — они могут служить источниками одиночных фотонов. ИФВД во многих
аспектах в этой области — «законодатель мод».
На самом большом в мире прессе в ИФВД
получают прочный углепластик, который используется в оборонной промышленности.
Здесь также могут узнать, в каком состоянии находится вещество в условиях
сильного сжатия: в недрах планет, звезд, например, в центре Земли, где давление
составляет примерно 3,5 млн атмосфер — такие давления можно создавать и в
лабораториях, в объемах в несколько десятков кубических микрон.
В Институте восемь научных
подразделений, в которых работают 13 докторов и 40 кандидатов наук. Технология
и приборы, разработанные в институте, применяются во многих научных центрах
Англии, Германии, Франции, США, Китая. Институт взаимодействует со многими
мировыми центрами науки
С 1989 года В.В. Бражкин — организатор
Всероссийской конференции молодых ученых «Проблемы физики конденсированных сред
и высоких давлений», которая успешно проводится ежегодно на базе спортивного
лагеря «Буревестник» между Сочи и Туапсе.
Их интервью В.В. Бражкина: «К сожалению,
в нашем институте число научных работников сократилось с 150 до 60 человек, а
моложе 35 лет осталось только 10 научных сотрудников. То, что нет молодёжи в
науке — это проблема общегосударственная. Чтобы сохранить науку в Троицке
первоочередной задачей, на мой взгляд, является строительство жилья для молодых
учёных.
Много проблем с молодежью может решится
на государственном уровне, если сделать систему мобильной аспирантуры и
постдоков. Масса российских вузов выпускают неплохих студентов, но хороших
научных школ в провинции мало. Нужно сделать так, чтобы талантливые студенты,
аспиранты, могли работать там, где им интересно. Для этого нужно построить при
сильных научных центрах гест-хаусы. На весь Троицк нужно общежитие на 200 мест,
маленький трехэтажный домик, который оплодотворит все девять институтов. Помимо
гест-хауса нужен стипендиальный фонд, допустим, 50 тыс. в месяц на аспиранта и
100 тыс. на постдока. На всю страну эта сумма в несколько раз меньше, чем
потрачено на «Сколково» или «Роснано». Это — реальный шаг к кардинальному
изменению ситуации! Со мной согласны многие ученые, в том числе и те, кто
вернулся из-за рубежа. Если все это заработает, то к нам поедет не только
молодежь из России, я получаю в год много запросов из Индии и Китая с просьбой
приехать в аспирантуру или постдок.
В 1990-е годы зарплаты ученого хватало
только на проезд и обед. Многие ушли в бизнес или уехали за границу, но я
остался. Позже заманивали на Запад хорошими зарплатами и профессорской
позицией. Но даже с Англией не срослось — свой Институт милее».
В.В. Бражкин — автор более 400 научных
публикаций, имеет свыше 7000 цитирований своих работ. Индекс Хирша — 39 (WOS),
40 (Scopus) 47(Google scholar).
Член редколлегии журналов «Успехи
физических наук», «Расплавы», «Вестник РАН», «Сверхтвердые материалы».
Член Бюро Отделения физических наук РАН,
председатель Ученого совета ИФВД РАН, председатель диссертационного совета Д
002.097.01 в ИФВД РАН.
Член исполнительного комитета
Международной ассоциации по высоким давлениям AIRAPT — самой авторитетной
организации в данной области науки.
Является членом Клуба «1 Июля».
Лауреат премии имени А.Г. Столетова РАН
в 2017 году за серию работ «Термодинамические и динамические превращения в
жидкостях при сверхкритических давлениях».
Троицкий «Человек года-2015» в категории
«Наука».
В 2019 году удостоен Народной премии
«Светлое прошлое».