Pare i fill Bragg mirant els cristalls amb raigs X

2014/09/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biografiak
• Fisika
• Historia

A principis de l'estiu de 1912, William Henry Bragg va rebre una carta mentre estava de vacances amb la seva família en la costa de Yorkshire. La carta informava d'una conferència impartida pel físic alemany Max von Laue. En ella, Laue explicava una observació realitzada per diversos membres de la Universitat de Munic. Bragg s'aixeca d'un salt i crida al seu fill. Ells deien en Aleman que en un cristall de sulfur de zinc havien detectat un model de difracció de raigs X. Els pares i els fills estaven fascinats. Això significava que aquells misteriosos raigs X eren ones!

Tots dos eren físics i la seva relació amb els raigs X venia de fa temps. El seu fill, William Lawrence Bragg, als sis anys, va caure del tricicle i va trencar el braç. Encara que només era un any quan Wilhelm Röntgen va descobrir els raigs X, per a llavors el pare de Lawrence havia construït una màquina de raigs X en la Universitat d'Adelaide (Austràlia). I la radiografia del colze del seu fill va ser el primer ús pràctic que va donar a aquesta màquina.

Si el seu pare no va ser físic, Lawrence va dir que ell podria ser biòleg. Des de petit va ser un apassionat de la naturalesa i, posteriorment, la seva afició per la botànica, la jardineria i l'astronomia. També va ser un fervent recol·lector: Va arribar a ser una col·lecció de 500 espècies, totes elles recollides durant la seva estada a Austràlia. També va descobrir una nova espècie de racó: Sépia braggi .

El seu pare era britànic. A l'any següent de graduar-se en el Trinity College de Cambridge, amb 23 anys, es va traslladar a Austràlia, professor de Matemàtiques i Física Experimental de la Universitat d'Adelaide. Fins als quaranta anys a penes va treballar en recerca. Va treballar sobretot en l'impuls i enfortiment de l'educació científica. Els escassos recursos de la Universitat d'Adelaide milloren notablement amb l'equipament construït per aquesta. Va tenir la fama d'un gran comunicador. "El valor d'una conferència no es mesura en funció de la quantitat d'informació a la qual tens accés en una hora --va dir una vegada W.H. Braggek--, sinó que l'oïdor és capaç d'explicar-l'hi a la seva dona en el desdejuni del matí següent".

Es va casar a Austràlia i va tenir tres fills. Lawrence era la més antiga. Bon alumne. L'institut va acabar tres anys abans del normal i es va graduar als 18 en la Universitat d'Adelaide. Aquest mateix any, en 1908, el seu pare va acceptar la càtedra de física Cavendish de la Universitat de Leeds i tota la família es va traslladar a Anglaterra.

Lawrence acabava d'investigar a Cambridge quan el seu pare li va ensenyar aquesta carta. Aquí van acabar les vacances. Els pares i fills no podien estar sense fer res després de conèixer-la. De fet, l'equip de Max Laue va veure que en travessar aquest cristall els raigs X s'obtenia un model de difracció, però no entenien bé el que realment ocorria. Pare i fill van passar tot l'estiu en els laboratoris de Leeds realitzant experiments de difracció amb raigs X.

Passat l'estiu i de tornada a Cambridge, les idees van anar prenent forma al cap de Lawrence. I l'11 de novembre, als 22 anys, va presentar els seus resultats. Lawrence va proposar que els resultats obtinguts per l'equip de Laue es devien a la reflexió de les ones sobre els plans atòmics del cristall i que la informació aportada per la difracció de raigs X permetia conèixer la disposició dels àtoms dels cristalls.

El seu pare va desenvolupar l'espectròmetre de raigs X. Amb aquest dispositiu i dos articles publicats en 1913 aplicant les teories de Lawrence, els pares i fills van demostrar que la metodologia desenvolupada per ells servia per a conèixer l'estructura interna dels cristalls. En un dels articles Lawerence va estudiar l'estructura de diversos cristalls: clorur sòdic, clorur potàssic, bromur potàssic i iodur potàssic. En l'altre, pare i fill van aclarir l'estructura del diamant. En el diamant es va demostrar que els àtoms de carboni estan units en tres dimensions i llavors es va entendre la duresa d'aquest material. Al mateix temps, quan es va conèixer l'estructura del grafit uns anys, es va entendre per què és tan tova, encara que la composició química del diamant era la mateixa.

La recerca cristalográfica dels pares i fills Bragg va ser interrompuda per la Primera Guerra Mundial en 1914. El seu pare va anar a detectar submarins i el seu fill al capdavant. Lawrence va descobrir en les trinxeres que la Novel·la de Física de 1915 va ser lliurada al seu pare i a ell. Tenia 25 anys. Continua sent el premi Nobel més jove de tots els temps.

Després de la guerra, Lawrence va ocupar el lloc d'Ernest Rutherford en la Universitat de Manchester. Allí va treballar molt en la recerca de les propietats químiques i físiques dels silicats, els minerals més abundants de l'escorça terrestre.

En 1938 va ser novament el següent en Rutherford dirigint el laboratori Cavendish de Cambridge. Aquí, l'investigador del laboratori Cavendish es va dedicar a investigar cristalls biològics, ja que considerava que aquest camp tenia un gran futur. Entre altres coses, Max Perutz i John Kendrew van descobrir l'estructura de les proteïnes d'hemoglobina i mioglobina (Novel·la de Física de 1962), i James Watson i Francis Crick la de l'ADN (Novel·la de Medicina i Fisiologia de 1962).

P.S: Quan Max Peruce va rebre la Novel·la de Física de 1962, confessa que li feia vergonya haver rebut el premi abans que Dorothy Crowfoots. De fet, Crowfoot va ser pioner en la cristal·lografia de molècules biològiques. Però això és una altra història...