A coisa importante na ciência não é tanto obter novos fatos quanto descobrir novas maneiras de pensar sobre eles.
Sir William Lawrence Bragg foi um físico britânico nascido na Austrália e cristalógrafo de raios X, descobridor em 1912 da lei de Bragg de difração de raios X, que é fundamental para a determinação da estrutura cristalina. Ele foi co-receptor, junto com seu pai, William Henry Bragg, do Prêmio Nobel de Física em 1915, "Por seus serviços na análise da estrutura cristalina por meio de raios X"; um passo importante no desenvolvimento da cristalografia de raios X.
Bragg foi nomeado cavaleiro em 1941. A partir de 2020, ele é o mais jovem ganhador do Prêmio Nobel de Física, tendo recebido o prêmio aos 25 anos; o mais jovem ganhador do Nobel em qualquer campo é Malala Yousafzai, que recebeu o Prêmio Nobel da Paz em 2014 aos 17 anos. Bragg foi o diretor do Laboratório Cavendish, Cambridge, quando a descoberta da estrutura do DNA foi relatada por James D. Watson e Francis Crick em fevereiro de 1953.
Biografia
Primeiros anos
Bragg nasceu em Adelaide, Austrália do Sul, filho de Sir William Henry Bragg 1862–1942, Professor Sênior de Matemática e Física da Universidade de Adelaide, e Gwendoline 1869–1929, filha de Sir Charles Todd, astrônomo do governo da Austrália do Sul.
Ele mostrou um interesse precoce em ciência e matemática. Pouco depois de começar a escola, caiu de seu triciclo e quebrou o braço. Seu pai, que havia lido sobre os experimentos de Röntgen na Europa e estava realizando seus próprios experimentos, usou os raios X recém-descobertos e seu equipamento experimental para examinar o braço quebrado. Este é o primeiro uso cirúrgico registrado de raios X na Austrália.
Em 1900, Bragg era aluno da Queen's School, North Adelaide, seguido por cinco anos na St Peter's College, Adelaide. Ele foi para a Universidade de Adelaide aos 16 anos para estudar matemática, química e física, formando-se em 1908. No mesmo ano, seu pai aceitou a cátedra Cavendish de Física da Universidade de Leeds e trouxe a família para a Inglaterra. Bragg entrou no Trinity College, Cambridge no outono de 1909 e recebeu uma bolsa importante em matemática, apesar de fazer o exame enquanto estava na cama com pneumonia. Depois de se destacar inicialmente em matemática, ele se transferiu para o curso de física nos últimos anos de seus estudos e se formou com honras de primeira classe em 1911. Em 1914, Bragg foi eleito para uma Bolsa no Trinity College – uma Bolsa em um college de Cambridge envolve a apresentação e defesa de uma tese.
Entre os outros interesses de Bragg estava a coleta de conchas; sua coleção pessoal chegava a espécimes de cerca de 500 espécies; todas coletadas pessoalmente da Austrália do Sul. Ele descobriu uma nova espécie de lula – Sepia braggi, nomeada para ele por Joseph Verco.
Carreira
Raios X e a equação de Bragg
A composição dos raios X era desconhecida; seu pai argumentava que os raios X são fluxos de partículas, outros argumentavam que são ondas. Max von Laue direcionou um feixe de raios X em um cristal na frente de uma placa fotográfica; ao lado do ponto onde o feixe atingiu havia pontos adicionais de raios desviados – portanto, os raios X são ondas. Em 1912, como aluno de pesquisa de primeiro ano em Cambridge, W. L. Bragg, enquanto caminhava à beira do rio, teve a percepção de que os cristais feitos de folhas paralelas de átomos não difratariam os feixes de raios X que atingissem sua superfície na maioria dos ângulos porque os raios X desviados por colisões com átomos estariam fora de fase, cancelando um ao outro. No entanto, quando o feixe de raios X atingia um ângulo no qual as distâncias que passava entre folhas atômicas no cristal igualavam o comprimento de onda dos raios X, então aqueles desviados estariam em fase e produziriam um ponto em um filme próximo. A partir dessa percepção, ele escreveu a simples equação de Bragg que relaciona o comprimento de onda dos raios X e a distância entre folhas atômicas em um cristal simples aos ângulos nos quais um feixe de raios X incidente seria refletido.
Seu pai construiu um aparelho no qual um cristal poderia ser girado em ângulos precisos enquanto media a energia das reflexões. Isso permitiu que pai e filho medissem as distâncias entre as folhas atômicas em vários cristais simples. Eles calcularam o espaçamento dos átomos a partir do peso do cristal e da constante de Avogadro, o que lhes permitiu medir os comprimentos de onda dos raios X produzidos por diferentes alvos metálicos nos tubos de raios X. W. H. Bragg relatou seus resultados em reuniões e em um artigo, dando crédito a "seu filho" não nomeado pela equação, mas não como co-autor, o que causou "algumas dores de coração" a seu filho, que ele nunca superou.
Trabalho em localização de som
Bragg foi comissionado no início da Primeira Guerra Mundial na Artilharia Real da Cavalaria como segundo-tenente da bateria Leicestershire. Em 1915, foi destacado para os Engenheiros Reais para desenvolver um método para localizar a artilharia inimiga pelo boom de seus disparos. Em 2 de setembro de 1915, seu irmão foi morto durante a Campanha de Gallipoli. Pouco depois, ele e seu pai receberam o Prêmio Nobel de Física. Ele tinha 25 anos e continua sendo o mais jovem laureado científico. O problema com a localização do som era que os canhões pesados soavam em uma frequência muito baixa para serem detectados por um microfone. Após meses de falhas frustrantes, ele e seu grupo desenvolveram um detector de onda de ar com fio quente que resolveu o problema. Neste trabalho, foi auxiliado por Charles Galton Darwin, William Sansome Tucker, Harold Roper Robinson e Henry Harold Hemming. A localização sonora britânica foi muito eficaz; havia uma unidade em todos os Exércitos Britânicos e seu sistema foi adotado pelos americanos quando entraram na guerra. Por seu trabalho durante a guerra, recebeu a Cruz Militar e foi nomeado Oficial da Ordem do Império Britânico. Ele também foi Mencionado nos Despachos em 16 de junho de 1916, 4 de janeiro de 1917 e 7 de julho de 1919.
A localização de som com fio quente foi usada na Segunda Guerra Mundial, durante a qual serviu como consultor civil.
Entre as guerras, de 1919 a 1937, trabalhou na Victoria University of Manchester como Professor Langworthy de Física. Tornou-se diretor do Laboratório Nacional de Física em Teddington em 1937.
Após a Segunda Guerra Mundial, Bragg retornou a Cambridge, dividindo o Laboratório Cavendish em grupos de pesquisa. Ele acreditava que "a unidade de pesquisa ideal é aquela com seis a doze cientistas e alguns assistentes".
Universidade de Manchester 1919–1937
Quando desmobilizado, ele retornou à cristalografia em Cambridge. Eles haviam concordado que o pai estudaria cristais orgânicos, o filho investigaria compostos inorgânicos. Em 1919, quando Ernest Rutherford, um amigo da família há muito tempo, mudou-se para Cambridge, Lawrence Bragg o substituiu como Professor Langworthy de Física da Victoria University of Manchester. Ele recrutou um excelente corpo docente, incluindo ex-especialistas em som, mas acreditava que seu conhecimento de física era fraco e não tinha experiência em sala de aula. Os alunos, muitos veteranos, eram críticos e tumultuados. Ele ficou profundamente abalado, mas com o apoio da família se recuperou e prevaleceu. Ele e R. W. James mediram a energia absoluta dos raios X refletidos, o que validou uma fórmula derivada por C. G. Darwin antes da guerra. Agora eles podiam determinar o número de elétrons nos alvos refletores e conseguiram decifrar as estruturas de cristais mais complicados como silicatos. Ainda era difícil: exigindo adivinhação repetida e novas tentativas. No final dos anos 1920, eles facilitaram a análise usando transformadas de Fourier nos dados.
Em 1930, ficou profundamente perturbado ao considerar uma oferta de emprego do Imperial College, Londres. Sua família se uniu e ele recuperou o equilíbrio enquanto passavam 1931 em Munique, onde fez pesquisa.
Laboratório Nacional de Física 1937–1938
Tornou-se diretor do Laboratório Nacional de Física em Teddington em 1937, levando alguns colegas. No entanto, a administração e os comitês tomaram muito de seu tempo longe do laboratório.
Universidade de Cambridge 1938–1954
Rutherford morreu e o comitê de busca nomeou Lawrence Bragg como o próximo na linha dos Professores Cavendish que dirigem o Laboratório Cavendish. O Laboratório tinha uma história eminente em física atômica e alguns membros desconfiavam de um cristalógrafo, que Bragg superou com administração imparcial. Trabalhou na melhoria da interpretação de padrões de difração. No pequeno grupo de cristalografia havia um aluno de pesquisa refugiado sem mentor: Max Perutz. Ele mostrou a Bragg dados de difração de raios X da hemoglobina, que sugeriram que a estrutura de moléculas biológicas gigantes poderia ser decifrada. Bragg nomeou Perutz como seu assistente de pesquisa e em poucos meses obteve apoio adicional com uma bolsa da Fundação Rockefeller. O trabalho foi suspenso durante a Segunda Guerra Mundial, quando Perutz foi internado como inimigo alienígena e depois trabalhou em pesquisa militar.
Durante a guerra, o Cavendish ofereceu um curso de pós-graduação abreviado que enfatizava a eletrônica necessária para radar. Bragg trabalhou na estrutura dos metais e consultou sobre sonar e localização de som, ainda usando o microfone Tucker. Tornou-se Sir Lawrence em 1941. Seu pai morreu em 1942, durante o qual Bragg serviu por seis meses como Oficial de Ligação Científica para o Canadá. Ele organizou conferências periódicas sobre análise de raios X, que era amplamente usada em pesquisa militar.
Após a guerra, liderou a formação da União Internacional de Cristalografia e foi eleito seu primeiro presidente. Ele reorganizou o Cavendish em unidades para refletir sua convicção de que "a unidade de pesquisa ideal é aquela com seis a doze cientistas e alguns assistentes, ajudados por um ou mais mecânicos de instrumentos de primeira classe e uma oficina na qual o aparelho geral pode ser construído." Os membros sênior do pessoal agora tinham escritórios, telefones e apoio secretarial. O escopo do departamento foi ampliado com uma nova unidade de radioastronomia. Seu próprio trabalho se concentrou na estrutura dos metais, usando tanto raios X quanto o microscópio eletrônico. Em 1947, ele persuadiu o Conselho de Pesquisa Médica (MRC) a apoiar o que descreveu como a "tentativa valente" de determinar a estrutura de proteínas como o Laboratório de Biologia Molecular, inicialmente consistindo de Perutz, John Kendrew e dois assistentes. Bragg trabalhou com eles; em 1960 haviam resolvido a estrutura da mioglobina ao nível atômico. Depois disso, ele ficou menos envolvido; sua análise de hemoglobina foi mais fácil depois que incorporaram dois átomos de mercúrio como marcadores em cada molécula. O primeiro triunfo monumental do MRC foi decodificar a estrutura do DNA por James Watson e Francis Crick. Bragg anunciou a descoberta em uma conferência de Solvay sobre proteínas na Bélgica em 8 de abril de 1953; não foi divulgado pela imprensa. Ele depois deu uma palestra na Guy's Hospital Medical School em Londres na quinta-feira, 14 de maio de 1953, o que resultou em um artigo de Ritchie Calder no News Chronicle de Londres em sexta-feira, 15 de maio de 1953, intitulado "Why You Are You. Nearer Secret of Life" (Por que você é você. Mais perto do segredo da vida). Bragg indicou Crick, Watson e Maurice Wilkins para o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1962; a parcela de Wilkins reconheceu a contribuição de cristalógrafos de raios X do King's College London. Entre eles estava Rosalind Franklin, cuja "photograph 51" mostrou que o DNA era uma dupla hélice, não a tripla hélice que Linus Pauling havia proposto. Franklin morreu antes do prêmio, que só vai para pessoas vivas, ser concedido.
A Instituição Real 1954–1971
Em 1953, os Braggs se mudaram para o elegante apartamento do Professor Residente na Instituição Real em Londres, posição que seu pai havia ocupado quando morreu. Em 1934 e 1961, Lawrence havia realizado a Palestra de Natal da Instituição Real e desde 1938 havia sido Professor de Filosofia Natural da Instituição, proferindo uma palestra anual. Os sucessores de seu pai haviam enfraquecido a Instituição, então Bragg teve que reconstruí-la. Ele reforçou as finanças ao recrutar patrocinadores corporativos; os tradicionais Discursos de Sexta-feira à Noite eram seguidos por um jantar para o palestrante e padrinhos potenciais cuidadosamente selecionados, mais de 120 deles a cada ano. "Dois desses Discursos em 1965 lhe deram particular prazer. Em 7 de maio, Lady Bragg, que havia sido membro da Comissão Real sobre Casamento e Divórcio 1951–55 e era Presidenta do Conselho Nacional de Orientação Matrimonial, palestrou sobre 'Mudanças nos padrões de casamento e divórcio'; e em 15 de novembro, Bragg ouviu com notório orgulho o Discurso sobre 'Oscilações e ruído em motores a jato' proferido por seu filho engenheiro Stephen, que era então Cientista-Chefe da Rolls Royce Ltd e mais tarde se tornou Vice-Chanceler da Universidade Brunel." Ele também introduziu um programa de Palestras Escolares altamente consideradas, animadas pelas demonstrações elaboradas que eram uma marca registrada da Instituição. Ele deu três dessas palestras sobre "eletricidade".
Ele continuou a pesquisa na Instituição recrutando um pequeno grupo para trabalhar no Laboratório Davy-Faraday no porão e na casa adjacente, apoiado por bolsas que obteve. Um visitante do laboratório conseguiu inserir metais pesados na enzima lisozima; a estrutura de seu cristal foi resolvida em 1965 na Instituição Real por D. C. Phillips e seus colegas, com os cálculos dos 9.040 reflexos realizados no computador digital da Universidade de L
