Anii de tinerețeEdit
Bragg s-a născut în Adelaide, Australia de Sud, din Sir William Henry Bragg (1862-1942), profesor bătrân de matematică și fizică la Universitatea din Adelaide, și Gwendoline (1869-1929), fiica lui Sir Charles Todd, astronom al guvernului Australiei de Sud.
A arătat un interes timpuriu pentru știință și matematică. La scurt timp după ce a început școala a căzut de pe tricicleta sa și și-a rupt brațul. Tatăl său, care citise despre experimentele lui Röntgen în Europa și care își făcea propriile experimente, a folosit razele X nou descoperite și echipamentul său experimental pentru a examina brațul rupt. Aceasta este prima utilizare chirurgicală a razelor X înregistrată în Australia.
În 1900, Bragg a fost elev la Queen’s School, North Adelaide, urmată de cinci ani la St Peter’s College, Adelaide. A mers la Universitatea din Adelaide la vârsta de 16 ani pentru a studia matematica, chimia și fizica, absolvind în 1908. În același an, tatăl său a acceptat catedra Cavendish de fizică la Universitatea din Leeds și a adus familia în Anglia. Bragg a intrat la Trinity College, Cambridge, în toamna anului 1909 și a primit o bursă importantă în matematică, în ciuda faptului că a susținut examenul în timp ce era la pat cu pneumonie. După ce inițial a excelat la matematică, s-a transferat la cursul de fizică în ultimii ani ai studiilor și a absolvit cu onoruri de primă clasă în 1911. În 1914, Bragg a fost ales pentru o bursă la Trinity College – o bursă la un colegiu din Cambridge presupune prezentarea și susținerea unei teze.
Printre celelalte interese ale lui Bragg se număra colectarea de cochilii; colecția sa personală se ridica la exemplare din aproximativ 500 de specii; toate colectate personal din Australia de Sud. A descoperit o nouă specie de sepie – Sepia braggi, numită pentru el de Joseph Verco.
CarieraEdit
Razele X și ecuația lui BraggEdit
Compoziția razelor X era necunoscută, tatăl său susținea că razele X sunt fluxuri de particule, alții susțineau că sunt unde. Max von Laue a direcționat un fascicul de raze X către un cristal aflat în fața unei plăci fotografice; alături de punctul în care a lovit fascicululul au existat puncte suplimentare de la razele deviate – prin urmare, razele X sunt unde. În 1912, pe când era student cercetător în primul an la Cambridge, W. L. Bragg, în timp ce se plimba pe malul râului, a avut intuiția că cristalele realizate din foițe paralele de atomi nu ar difracta fasciculele de raze X care le-ar lovi suprafața în cele mai multe unghiuri, deoarece razele X deviate prin coliziunea cu atomii ar fi defazate, anulându-se reciproc. Cu toate acestea, atunci când fasciculul de raze X se bloca la un unghi la care distanțele pe care le parcurgea între foile atomice din cristal erau egale cu lungimea de undă a razelor X, atunci cele deviate ar fi fost în fază și ar fi produs o pată pe o peliculă din apropiere. Pornind de la această intuiție, el a scris ecuația simplă a lui Bragg care leagă lungimea de undă a razelor X și distanța dintre foile atomice dintr-un cristal simplu de unghiurile la care un fascicul de raze X care lovește ar fi reflectat.
Tatăl său a construit un aparat în care un cristal putea fi rotit la unghiuri precise în timp ce măsura energia reflexiilor. Acest lucru le-a permis tatălui și fiului să măsoare distanțele dintre foițele atomice într-un număr de cristale simple. Ei au calculat distanța dintre atomi pornind de la greutatea cristalului și de la constanta Avogadro, ceea ce le-a permis să măsoare lungimile de undă ale razelor X produse de diferite ținte metalice în tuburile cu raze X. W. H. Bragg a raportat rezultatele lor la întâlniri și într-o lucrare, dându-i credit „fiului său” (nenumit) pentru ecuație, dar nu ca și coautor, ceea ce i-a dat fiului său „niște dureri de inimă”, pe care nu le-a depășit niciodată.
Lucrări privind distanța sonorăEdit
Bragg a fost înrolat la începutul Primului Război Mondial în Royal Horse Artillery ca sublocotenent al bateriei Leicestershire. În 1915 a fost detașat la Royal Engineers pentru a dezvolta o metodă de localizare a artileriei inamice pornind de la bubuitul tirului acestora. La 2 septembrie 1915, fratele său a fost ucis în timpul campaniei de la Gallipoli. La scurt timp după aceea, el și tatăl său au fost recompensați cu Premiul Nobel pentru Fizică. Avea 25 de ani și a rămas cel mai tânăr laureat în domeniul științei. Problema cu localizarea sunetului era că tunurile grele bubuiau la o frecvență prea joasă pentru a fi detectate de un microfon. După luni de eșecuri frustrante, el și grupul său au conceput un detector de unde de aer cu fir cald care a rezolvat problema. În această lucrare a fost ajutat de Charles Galton Darwin, William Sansome Tucker, Harold Roper Robinson și Henry Harold Hemming. Sistemul britanic de telemetrie acustică a fost foarte eficient; exista o unitate în fiecare armată britanică, iar sistemul lor a fost adoptat de americani atunci când au intrat în război. Pentru activitatea sa din timpul războiului, a fost decorat cu Crucea Militară și numit Ofițer al Ordinului Imperiului Britanic. De asemenea, a fost citat în dispecerat la 16 iunie 1916, 4 ianuarie 1917 și 7 iulie 1919.
Sunt folosite sisteme de telemetrie acustică cu fir cald în Al Doilea Război Mondial, în timpul căruia a fost consilier civil.
Între războaie, din 1919 până în 1937, a lucrat la Universitatea Victoria din Manchester ca profesor Langworthy de fizică. A devenit director al Laboratorului Național de Fizică din Teddington în 1937.
După cel de-al Doilea Război Mondial, Bragg s-a întors la Cambridge, împărțind Laboratorul Cavendish în grupuri de cercetare. El credea că „unitatea de cercetare ideală este una formată din șase până la doisprezece oameni de știință și câțiva asistenți”.
Universitatea din Manchester (1919-1937)Edit
Când a fost demobilizat, s-a întors la cristalografie la Cambridge. Se înțeleseseră ca tatăl să studieze cristalele organice, iar fiul să cerceteze compușii anorganici. În 1919, când Ernest Rutherford, un vechi prieten de familie, s-a mutat la Cambridge, Lawrence Bragg l-a înlocuit ca profesor Langworthy de fizică la Universitatea Victoria din Manchester. A recrutat un corp profesoral excelent, inclusiv foști pădurari de sunet, dar credea că cunoștințele sale de fizică erau slabe și nu avea experiență la clasă. Studenții, mulți veterani, erau critici și scandalagii. A fost profund zdruncinat, dar, cu sprijinul familiei, și-a revenit și a învins. El și R. W. James au măsurat energia absolută a razelor X reflectate, ceea ce a validat o formulă obținută de C. G. Darwin înainte de război. Acum puteau determina numărul de electroni din țintele reflectante și au reușit să descifreze structurile unor cristale mai complicate, cum ar fi silicații. Era totuși dificil: era nevoie de ghicit și reîncercat în mod repetat. La sfârșitul anilor 1920 au ușurat analiza folosind transformate Fourier asupra datelor.
În 1930 a devenit profund tulburat în timp ce cântărea o ofertă de muncă de la Imperial College, Londra. Familia sa s-a mobilizat și și-a recăpătat echilibrul în timp ce au petrecut anul 1931 la München, unde a făcut cercetări.
Laboratorul Național de Fizică (1937-1938)Edit
A devenit director al Laboratorului Național de Fizică din Teddington în 1937, aducând cu el câțiva colaboratori. Cu toate acestea, administrația și comitetele i-au luat o mare parte din timpul petrecut departe de bancul de lucru.
Universitatea din Cambridge (1938-1954)Edit
Rutherford a murit, iar comitetul de căutare l-a numit pe Lawrence Bragg ca următorul în linia profesorilor Cavendish care conduc Laboratorul Cavendish. Laboratorul avea o istorie eminentă în domeniul fizicii atomice și unii membri erau reticenți față de un cristalograf, lucru pe care Bragg l-a depășit printr-o administrare echilibrată. El a lucrat la îmbunătățirea interpretării modelelor de difracție. În micul grup de cristalografie se afla un student cercetător refugiat, fără un mentor: Max Perutz. Acesta i-a arătat lui Bragg date de difracție a razelor X din hemoglobină, care sugerau că structura moleculelor biologice gigantice ar putea fi descifrată. Bragg l-a numit pe Perutz ca asistent de cercetare și, în câteva luni, a obținut un sprijin suplimentar cu o bursă de la Fundația Rockefeller. Activitatea a fost suspendată în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, când Perutz a fost internat ca străin inamic și apoi a lucrat în cercetarea militară.
În timpul războiului, Cavendish a oferit un curs prescurtat de absolvire care punea accentul pe electronica necesară pentru radar. Bragg a lucrat la structura metalelor și a fost consultant în domeniul sonarelor și al telemetriei sonore, ei încă foloseau microfonul Tucker. A devenit Sir Lawrence în 1941. Tatăl său a murit în 1942, timp în care Bragg a servit timp de șase luni ca ofițer de legătură științifică în Canada. A organizat conferințe periodice privind analiza cu raze X, care a fost folosită pe scară largă în cercetarea militară.
După război a condus la formarea Uniunii Internaționale de Cristalografie și a fost ales primul președinte al acesteia. A reorganizat Cavendish în unități pentru a reflecta convingerea sa că „unitatea de cercetare ideală este una formată din șase până la doisprezece oameni de știință și câțiva asistenți, ajutați de unul sau mai mulți mecanici de instrumente de primă clasă și de un atelier în care să poată fi construit ansamblul general de aparate”. Membrii de rang înalt ai personalului aveau acum birouri, telefoane și asistență de secretariat. Domeniul de activitate al departamentului a fost extins cu o nouă unitate de radioastronomie. Activitatea sa proprie s-a concentrat pe structura metalelor, folosind atât razele X, cât și microscopul electronic. În 1947, a convins Consiliul de Cercetări Medicale (MRC) să sprijine ceea ce el a descris ca fiind o „încercare curajoasă” de a determina structura proteinelor sub numele de Laboratorul de Biologie Moleculară, format inițial din Perutz, John Kendrew și doi asistenți. Bragg a lucrat cu aceștia, iar până în 1960 au rezolvat structura mioglobinei la nivel atomic. După aceea a fost mai puțin implicat; analiza hemoglobinei a fost mai ușoară după ce au încorporat doi atomi de mercur ca markeri în fiecare moleculă. Primul triumf monumental al MRC a fost descifrarea structurii ADN-ului de către James Watson și Francis Crick. Bragg a anunțat descoperirea la o conferință Solvay privind proteinele din Belgia, la 8 aprilie 1953, aceasta nu a fost raportată de presă. Apoi a ținut o conferință la Guy’s Hospital Medical School din Londra, joi, 14 mai 1953, care a dus la publicarea unui articol de Ritchie Calder în News Chronicle din Londra, vineri, 15 mai 1953, intitulat „Why You Are You. Secretul mai apropiat al vieții”. Bragg i-a nominalizat pe Crick, Watson și Maurice Wilkins pentru Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină din 1962; partea lui Wilkins a recunoscut contribuția cristalografiștilor cu raze X de la King’s College din Londra. Printre aceștia se număra și Rosalind Franklin, a cărei „fotografie 51” a arătat că ADN-ul era un dublu helix, nu triplul helix pe care îl propusese Linus Pauling. Franklin a murit înainte ca premiul (care se acordă doar persoanelor în viață) să fie decernat.
Instituția Regală (1954-1971)Edit
În 1953, soții Braggs s-au mutat în elegantul apartament destinat profesorului rezident al Instituției Regale din Londra, poziție pe care tatăl său o ocupase când a murit. În 1934 și 1961, Lawrence ținuse prelegerea de Crăciun a Royal Institution, iar din 1938 fusese profesor de filosofie naturală în cadrul instituției, ținând o prelegere anuală. Succesorii tatălui său au slăbit instituția, așa că Bragg a trebuit să o reconstruiască. A consolidat finanțele prin atragerea de sponsori corporativi, tradiționalele Discursuri de vineri seara erau urmate de o cină pentru vorbitor și pentru posibili patroni atent selectați, peste 120 în fiecare an. „Două dintre aceste Discursuri din 1965 i-au făcut o deosebită plăcere. Pe 7 mai, Lady Bragg, care fusese membră a Comisiei Regale pentru Căsătorie și Divorț (1951-55) și a fost președinte al Consiliului Național de Consiliere a Căsătoriei, a ținut o prelegere despre „Schimbarea tiparelor în căsătorie și divorț”; iar pe 15 noiembrie, Bragg a ascultat cu o mândrie evidentă Discursul despre „Oscilațiile și zgomotul în motoarele cu reacție” ținut de fiul său inginer Stephen, care era pe atunci cercetător șef la Rolls Royce Ltd și care mai târziu a devenit vicecancelar al Universității Brunel.” El a introdus, de asemenea, un program de prelegeri școlare foarte apreciat, animat de demonstrații elaborate, care erau o marcă a instituției. A ținut trei dintre aceste prelegeri despre „electricitate”.
A continuat cercetarea în cadrul Instituției prin recrutarea unui mic grup care să lucreze în laboratorul Davy-Faraday de la subsol și în casa alăturată, susținut de subvențiile pe care le-a obținut. Un vizitator al laboratorului a reușit să introducă metale grele în enzima lizozimă; structura cristalului acesteia a fost rezolvată în 1965 la Royal Institution de către D. C. Phillips și colaboratorii săi, calculele privind cele 9.040 de reflexii fiind efectuate pe calculatorul digital de la Universitatea din Londra, care a facilitat foarte mult munca. Două dintre ilustrațiile privind poziționarea aminoacizilor în lanț au fost desenate de Bragg. Spre deosebire de mioglobină, în care aproape 80% din reziduurile de aminoacizi se află în conformația alfa-helix, în lizozim conținutul de alfa-helix este de numai aproximativ 40% din reziduurile de aminoacizi care se găsesc în patru tronsoane principale. Alte porțiuni sunt de 310 helix, o conformație pe care au propus-o anterior. În această conformație, fiecare a treia peptidă este legată de prima peptidă printr-o legătură de hidrogen, formând astfel un inel care conține zece atomi. Ei aveau structura completă a unei enzime la timp pentru cea de-a 75-a aniversare a lui Bragg. El a devenit profesor emerit în 1966.
Analiza cu raze X a structurii proteinelor a înflorit în anii următori, determinând structurile a zeci de proteine în laboratoare din întreaga lume. Douăzeci și opt de premii Nobel au fost acordate pentru lucrări care au folosit analiza cu raze X. Dezavantajul metodei este că trebuie să se facă pe cristale, ceea ce împiedică observarea modificărilor de formă atunci când enzimele se leagă de substraturi și altele asemenea. Această problemă a fost rezolvată prin dezvoltarea unei alte linii pe care Bragg o inițiase, folosind microscoape electronice modificate pentru a vizualiza molecule unice congelate: criomicroscopia electronică.
În lunga sa asociere cu Royal Institution a fost:
- Profesor de Filosofie Naturală, 1938-1953
- Profesor Fullerian de Chimie, 1954-1966
- Supraveghetor al Casei, 1954-1966
- Director al Laboratorului de Cercetare Davy-Faraday, 1954-1966
- Director al Royal Institution, 1965-1966
- Profesor emerit, 1966-1971
Viața personalăEdit
În 1921 s-a căsătorit cu Alice Hopkinson (1899-1989), verișoara unui prieten care fusese ucis în război. Au avut patru copii, inginerul Stephen Lawrence (1923-2014), David William (1926-2005), Margaret Alice, născută în 1931, (care s-a căsătorit cu diplomatul Mark Heath) și Patience Mary, născută în 1935. Alice a făcut parte din personalul Școlii de fete Withington până când Bragg a fost numit director al Laboratorului Național de Fizică în 1937. A fost activă într-o serie de organisme publice și a fost primar al orașului Cambridge în perioada 1945-46.
Pasiunile lui Bragg au inclus desenul – scrisorile de familie erau ilustrate cu schițe pline de viață – pictura, literatura și un interes de o viață pentru grădinărit. Când s-a mutat la Londra, i-a fost dor să aibă o grădină, așa că a lucrat ca grădinar cu jumătate de normă, nerecunoscut de angajatorul său, până când un oaspete al casei s-a arătat surprins să-l vadă acolo. A murit la un spital din apropierea casei sale din Waldringfield, Ipswich, Suffolk. A fost înmormântat la Trinity College, Cambridge; fiul său David este înmormântat în Parish of the Ascension Burial Ground din Cambridge, unde este înmormântat și prietenul lui Bragg, care, dacă ar fi supraviețuit, ar fi fost cumnatul său, Rudolph Cecil Hopkinson.
În august 2013, ruda lui Bragg, prezentatorul de televiziune Melvyn Bragg, a prezentat o emisiune la BBC Radio 4 („Bragg on the Braggs”) despre laureații Premiului Nobel pentru Fizică din 1915.
.