Anos iniciaisEditar
Bragg nasceu em Adelaide, Austrália do Sul para Sir William Henry Bragg (1862-1942), Professor Ancião de Matemática e Física na Universidade de Adelaide, e Gwendoline (1869-1929), filha de Sir Charles Todd, astrónomo do governo da Austrália do Sul.
Ele mostrou um interesse inicial pela ciência e matemática. Pouco depois de começar a escola ele caiu de seu triciclo e quebrou o braço. Seu pai, que tinha lido sobre os experimentos de Röntgen na Europa e estava fazendo seus próprios experimentos, usou as radiografias recém-descobertas e seu equipamento experimental para examinar o braço quebrado. Este é o primeiro uso cirúrgico registrado de raios X na Austrália.
Em 1900, Bragg foi aluno da Queen’s School, North Adelaide, seguido por cinco anos no St Peter’s College, Adelaide. Ele foi para a Universidade de Adelaide aos 16 anos para estudar matemática, química e física, graduando-se em 1908. No mesmo ano, seu pai aceitou a cadeira Cavendish de física na Universidade de Leeds, e trouxe a família para a Inglaterra. Bragg entrou no Trinity College, Cambridge, no outono de 1909 e recebeu uma importante bolsa de estudos em matemática, apesar de ter feito o exame enquanto estava de 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 Fellowship no Trinity College – uma Fellowship em uma faculdade de Cambridge envolve a submissão e defesa de uma tese.
Os outros interesses de Among Bragg era a coleta de conchas; sua coleção pessoal era de espécimes de cerca de 500 espécies; todos coletados pessoalmente do Sul da Austrália. Ele descobriu uma nova espécie de choco – Sepia braggi, nomeado por Joseph Verco.
CareerEdit
Raios X e a equação BraggEdit
A composição dos raios X era desconhecida, seu pai argumentou que os raios X são fluxos de partículas, outros argumentaram que são ondas. Max von Laue dirigiu um feixe de raios X a um cristal em frente a uma placa fotográfica; ao lado do ponto onde o feixe atingiu, havia pontos adicionais de raios desviados – daí os raios X serem ondas. Em 1912, como aluno do primeiro ano de pesquisa em Cambridge, W. L. Bragg, enquanto passeava pelo rio, teve a percepção de que os cristais feitos de folhas paralelas de átomos não difundiriam raios X que atingiriam sua superfície na maioria dos ângulos, porque os raios X desviados por colisões com átomos estariam fora de fase, anulando-se uns aos outros. No entanto, quando o feixe de raios X colado a um ângulo em que as distâncias que passou entre as folhas atómicas no cristal igualassem o comprimento de onda do raio X, então aqueles deflectidos estariam em fase e produziriam um ponto num filme próximo. A partir desta percepção ele escreveu a simples equação de Bragg que relaciona o comprimento de onda do raio X e a distância entre as folhas atômicas em um cristal simples com os ângulos nos quais um feixe de raio X impingente seria refletido.
Seu pai construiu um aparelho no qual um cristal poderia ser girado para ângulos precisos enquanto mede a energia dos reflexos. Isto permitiu que pai e filho pudessem medir as distâncias entre as folhas atómicas em vários cristais simples. Eles calcularam o espaçamento dos átomos a partir do peso do cristal e da constante 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 trabalho, dando crédito ao “seu filho” (sem nome) pela equação, mas não como co-autor, o que deu ao seu filho “algumas dores de coração”, que ele nunca superou.
Trabalhos no som que variamEditar
Bragg foi comissionado no início da Primeira Guerra Mundial na Royal Horse Artillery como segundo tenente da bateria de Leicestershire. Em 1915 ele foi destacado para os Engenheiros Reais para desenvolver um método de localização da artilharia inimiga a partir da explosão dos seus disparos. A 2 de Setembro de 1915, o seu irmão foi morto durante a Campanha Gallipoli. Pouco tempo depois, ele e seu pai receberam o Prêmio Nobel de Física. Ele tinha 25 anos de idade e continua a ser o mais jovem laureado em ciências. O problema com o alcance do som era que as armas pesadas disparavam com uma frequência demasiado baixa para serem detectadas por um microfone. Após meses de fracasso frustrante, ele e seu grupo conceberam um detector de ondas de ar quente que resolveu o problema. Neste trabalho ele foi auxiliado por Charles Galton Darwin, William Sansome Tucker, Harold Roper Robinson e Henry Harold Hemming. O alcance do som britânico foi muito eficaz; havia uma unidade em cada exército britânico e o sistema deles foi adotado pelos americanos quando entraram na guerra. Pelo seu trabalho durante a guerra foi-lhe atribuída a Cruz Militar e nomeado Oficial da Ordem do Império Britânico. Ele também foi mencionado em Despatches em 16 de junho de 1916, 4 de janeiro de 1917 e 7 de julho de 1919.
O som dos fios quentes foi usado na Segunda Guerra Mundial durante a qual ele serviu como conselheiro civil.
Entre as guerras, de 1919 a 1937, ele trabalhou na Universidade Victoria de Manchester como Professor de Física Langworthy. Tornou-se diretor do Laboratório Nacional de Física em Teddington em 1937.
Após a Segunda Guerra Mundial, Bragg voltou a Cambridge, dividindo o Laboratório Cavendish em grupos de pesquisa. Ele acreditava que “a unidade de pesquisa ideal é um dos seis a doze cientistas e poucos assistentes”.
Universidade de Manchester (1919-1937)Editar
Quando desmobilizado, ele retornou à cristalografia em Cambridge. Eles tinham concordado que o pai estudaria cristais orgânicos, o filho investigaria compostos inorgânicos. Em 1919 quando Ernest Rutherford, um amigo de longa data da família, se mudou para Cambridge, Lawrence Bragg o substituiu como Professor de Física de Langworthy na Universidade de Victoria, em Manchester. Ele recrutou um excelente corpo docente, incluindo antigos guarda-sóis, mas ele acreditava que seu conhecimento de física era fraco e que não tinha experiência em sala de aula. Os alunos, muitos veteranos, eram críticos e desordeiros. Ele estava profundamente abalado, mas com o apoio da família, ele se uniu e prevaleceu. Ele e R. W. James mediram a energia absoluta dos raios X refletidos, que validaram uma fórmula derivada por C. G. Darwin antes da guerra. Agora eles podiam determinar o número de elétrons nos alvos refletidos, e eram capazes de decifrar as estruturas de cristais mais complicados, como os silicatos. Ainda era difícil: exigindo adivinhações e tentativas repetidas. No final da década de 1920, eles facilitaram a análise usando transformadas de Fourier nos dados.
Em 1930 ele ficou profundamente perturbado ao pesar uma oferta de trabalho do Imperial College, Londres. Sua família se reuniu e ele recuperou seu equilíbrio enquanto eles passavam 1931 em Munique, onde ele fazia pesquisas.
National Physical Laboratory (1937-1938)Edit
Ele se tornou diretor do National Physical Laboratory em Teddington em 1937, trazendo alguns colegas de trabalho junto. No entanto, a administração e os comitês levaram muito do seu tempo longe da bancada de trabalho.
Universidade de Cambridge (1938-1954)Editar
Rutherford morreu e o comitê de busca chamado Lawrence Bragg foi o próximo na linha dos Professores Cavendish que dirigem o Laboratório Cavendish. O Laboratório tinha uma história eminente em física atômica e alguns membros desconfiaram de um cristalografo, que Bragg superou com uma administração imparcial. Ele trabalhou para melhorar a interpretação dos padrões de difracção. No pequeno grupo de cristalografia era um estudante de pesquisa de refugiados sem um mentor: Max Perutz. Ele mostrou dados de difração de raios X de Bragg a partir da hemoglobina, o que sugeriu que a estrutura das moléculas biológicas gigantes poderiam ser decifradas. 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 alienígena inimigo e depois trabalhou em pesquisa militar.
Durante a guerra o Cavendish ofereceu um curso de pós-graduação abreviado que enfatizava a eletrônica necessária para o radar. Bragg trabalhou na estrutura dos metais e consultou sobre sonar e som, eles ainda usavam o microfone Tucker. Ele se tornou Sir Lawrence em 1941. Seu pai morreu em 1942, durante o qual Bragg serviu por seis meses como Oficial de Ligação Científica no Canadá. Ele organizou conferências periódicas sobre análise de raios X, que foi amplamente utilizada em pesquisas militares.
Após a guerra, ele 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 um dos seis a doze cientistas e alguns poucos assistentes, ajudado por um ou mais instrumentos mecânicos de primeira classe e uma oficina na qual o funcionamento geral dos aparelhos pode ser construído”. Os membros mais antigos do pessoal tinham agora escritórios, telefones e apoio de secretariado. O âmbito do departamento foi ampliado com uma nova unidade em radioastronomia. O seu próprio trabalho concentrou-se na estrutura dos metais, utilizando tanto os raios X como o microscópio electrónico. Em 1947 ele persuadiu o Conselho de Pesquisa Médica (MRC) a apoiar o que ele descreveu como a “tentativa galante” de determinar a estrutura de proteínas como o Laboratório de Biologia Molecular, inicialmente composto por Perutz, John Kendrew e dois assistentes. Bragg trabalhou com eles, em 1960 eles tinham resolvido a estrutura da mioglobina a nível atómico. Depois disso, ele estava menos envolvido; sua análise da hemoglobina foi mais fácil após incorporarem dois átomos de mercúrio como marcadores em cada molécula. O primeiro triunfo monumental da MRC foi a descodificação da estrutura do ADN por James Watson e Francis Crick. Bragg anunciou a descoberta numa conferência da Solvay sobre proteínas na Bélgica, em 8 de Abril de 1953, que não foi relatada pela imprensa. Ele então deu uma palestra na Guy’s Hospital Medical School em Londres na quinta-feira 14 de Maio de 1953, que resultou num artigo de Ritchie Calder no News Chronicle of London na sexta-feira 15 de Maio de 1953, intitulado “Why You Are You. Nearer Secret of Life”. Bragg nomeou Crick, Watson e Maurice Wilkins para o Prémio Nobel da Fisiologia ou Medicina de 1962; a parte de Wilkins reconheceu a contribuição dos cristalografos de raios X no King’s College London. Entre eles estava Rosalind Franklin, cuja “fotografia 51” mostrou que o DNA era uma dupla hélice, não a tripla hélice que Linus Pauling tinha proposto. Franklin morreu antes que o prêmio (que só vai para pessoas vivas) fosse concedido.
The Royal Institution (1954-1971)Edit
Em 1953 os Braggs mudaram-se para o elegante apartamento para o Professor Residente na Royal Institution em Londres, o cargo que seu pai ocupava quando ele morreu. Em 1934 e 1961 Lawrence havia proferido a Palestra de Natal da Instituição Real e desde 1938 era Professor de Filosofia Natural na Instituição, proferindo uma palestra anual. Os sucessores de seu pai haviam enfraquecido a Instituição, então Bragg teve que reconstruí-la. Ele reforçou as finanças alistando patrocinadores corporativos, os tradicionais discursos de sexta-feira à noite foram seguidos por um jantar para o orador e possíveis patronos cuidadosamente selecionados, mais de 120 deles a cada ano. “Dois destes Discursos em 1965 deram-lhe um prazer particular. Em 7 de Maio, Lady Bragg, que tinha sido membro da Comissão Real sobre Casamento e Divórcio (1951-55) e era Presidente do Conselho Nacional de Orientação Matrimonial, deu uma palestra sobre ‘Mudança de padrões no casamento e divórcio’; e em 15 de Novembro, Bragg ouviu com evidente orgulho o Discurso sobre ‘Oscilações e ruído nos motores a jacto’ dado pelo seu filho engenheiro Stephen, que era então Cientista Chefe da Rolls Royce Ltd e mais tarde se tornou Vice-Chanceler da Universidade de Brunel”. Ele também introduziu um programa de palestras altamente conceituadas nas escolas, animado pelas elaboradas demonstrações que foram 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 pelas bolsas que obteve. Um visitante do laboratório conseguiu inserir metais pesados na lisozima enzimática; a estrutura de seu cristal foi resolvida em 1965 na Instituição Real por D. C. Phillips e seus colegas de trabalho, com os cálculos sobre as 9.040 reflexões feitas no computador digital da Universidade de Londres, o que facilitou muito o trabalho. Duas das ilustrações do posicionamento de aminoácidos na cadeia foram desenhadas por Bragg. Ao contrário da mioglobina, na qual quase 80% dos resíduos de aminoácidos estão na conformação alfa-hélice, na lisozima o conteúdo de alfa-hélice é apenas cerca de 40% dos resíduos de aminoácidos encontrados em quatro trechos principais. Outros trechos são da hélice 310, uma conformação que eles tinham proposto anteriormente. Nesta conformação, cada terceiro peptídeo é ligado a hidrogênio de volta ao primeiro peptídeo, formando assim um anel contendo dez átomos. Eles tinham a estrutura completa de uma enzima a tempo para o 75º aniversário de Bragg. Ele se tornou Professor Emérito em 1966.
X- análise da estrutura da proteína floresceu nos anos seguintes, determinando as estruturas de escores de proteínas em laboratórios ao redor do mundo. Vinte e oito Prêmios Nobel foram concedidos por trabalhos utilizando análise de raios X. A desvantagem do método é que ele deve ser feito em cristais, o que impede ver mudanças na forma quando as enzimas ligam substratos e afins. Este problema foi resolvido com o desenvolvimento de outra linha que Bragg tinha iniciado, usando microscópios eletrônicos modificados para imaginar moléculas únicas congeladas: a microscopia crio-eletrônica.
Na sua longa associação com a Instituição Real ele era:
- Professor de Filosofia Natural, 1938-1953
- Professor Titular de Química, 1954-1966
- Superintendente da Casa, 1954-1966
- Director do Laboratório de Investigação Davy-Faraday, 1954-1966
- Diretor da Instituição Real, 1965-1966
- Professor Emérito, 1966-1971
Vida PessoalEditar
Em 1921 casou-se com Alice Hopkinson (1899-1989), prima de uma amiga que tinha sido morta na guerra. Eles tiveram quatro filhos, o engenheiro Stephen Lawrence (1923-2014), David William (1926-2005), Margaret Alice, nascida em 1931, (que casou com o diplomata Mark Heath) e Patience Mary, nascida em 1935. Alice fez parte da equipe da Withington Girls’ School até Bragg ser nomeado diretor do Laboratório Nacional de Física, em 1937. Ela foi ativa em vários órgãos públicos e serviu como prefeita de Cambridge de 1945-46.
Os hobbies de Bragg incluíam desenho – cartas familiares eram ilustradas com esboços animados – pintura, literatura e um interesse vitalício na jardinagem. Quando se mudou para Londres, sentiu falta de ter um jardim e por isso trabalhou como jardineiro em part-time, sem ser reconhecido pelo seu patrão, até que um hóspede da casa expressou surpresa ao vê-lo lá. Ele morreu num hospital perto da sua casa em Waldringfield, Ipswich, Suffolk. Ele foi enterrado no Trinity College, Cambridge; seu filho David está enterrado na Paróquia do Campo de Enterramento da Ascensão em Cambridge, onde o amigo de Bragg, que se ele tivesse sobrevivido teria sido seu cunhado, Rudolph Cecil Hopkinson também está enterrado.
Em agosto de 2013, o parente de Bragg, o radialista Melvyn Bragg, apresentou um programa da BBC Radio 4 (“Bragg on the Braggs”) no Prêmio Nobel de Física de 1915.