William Henry Bragg: El hombre que comenzó tarde y descifró cristales

A la edad de cuarenta años apenas había publicado nada. Había pasado dieciocho años en el otro lado del mundo enseñando matemáticas y física a estudiantes universitarios australianos, y había llegado a ese puesto a los veintitrés años sabiendo, por su propia admisión, muy poca física. Entonces, en 1904, comenzó a investigar y en tres años fue miembro de la Royal Society, en once laureado con el Nobel y en diecinueve director de la Royal Institution. La carrera de William Henry Bragg es la refutación definitiva de la idea de que la física es un juego para jóvenes.

Una granja en Cumberland y un Third Wrangler

Nació en Westward, Cumberland, el 2 de julio de 1862. Su madre murió cuando él tenía siete años y fue criado por un tío, pasando por la Robert Smyth Academy y luego el King William's College en la Isla de Man antes de asistir al Trinity College de Cambridge. En 1884 obtuvo el puesto de tercer Wrangler en el tripos de matemáticas, el tercero en el país en el examen más difícil que Gran Bretaña establecía entonces.

Veintitrés años y casi sin física

Dos años después, a los veintitrés años, fue nombrado Elder Professor de Matemáticas y Física en la Universidad de Adelaida. Tenía las matemáticas. La física no, y gran parte de sus primeros años australianos los dedicó a adquirirla y a construir las instalaciones científicas de la universidad desde casi la nada. En 1889 se casó con Gwendoline Todd, hija del astrónomo Charles Todd; tuvieron tres hijos, Gwendolen, Lawrence y Robert. Durante casi dos décadas, Bragg fue, para los estándares de la física de investigación, invisible.

Comenzando a los cuarenta y uno

El cambio se produjo en 1904, cuando tenía cuarenta y un años, con su trabajo sobre la ionización de los gases y la absorción de partículas alfa. Era física experimental seria del tipo que estaba remodelando la comprensión de la materia, y fue reconocida rápidamente: su elección a la Royal Society siguió en tres años. En 1909 regresó a Inglaterra como profesor en la Universidad de Leeds.

Leeds y el espectrómetro

En 1912, Max von Laue había demostrado que un cristal difracta los rayos X en un patrón característico de puntos, un resultado que demostró simultáneamente que los rayos X se comportan como ondas y que los cristales están construidos sobre una red regular. Laue tenía el fenómeno. Lo que nadie tenía aún era el método.

Bragg proporcionó una mitad y su hijo mayor la otra. Lawrence, entonces un joven en Cambridge, desarrolló la relación ahora universalmente llamada ley de Bragg: una ecuación que conecta la longitud de onda de los rayos X, el espaciado entre los planos de átomos en el cristal y el ángulo en el que se reflejan los rayos. Reordenada, permite realizar el razonamiento a la inversa: medir los ángulos, conocer la longitud de onda y calcular dónde están los átomos.

William Henry Bragg construyó el instrumento que hizo esto práctico. Su espectrómetro de rayos X permitió medir las reflexiones de una cara del cristal de forma sistemática y precisa en lugar de fotografiarlas y adivinarlas, y con él, ambos comenzaron a determinar la arquitectura atómica de sustancias reales, comenzando con sales simples y moléculas pequeñas. Entre los dos convirtieron una curiosidad en una técnica, y la técnica en una ciencia. El Premio Nobel de Física de 1915 fue para ambos, por el análisis de la estructura cristalina mediante rayos X. Lawrence tenía veinticinco años y siguió siendo el laureado más joven en la historia del premio hasta 2014. Sigue siendo el único Nobel compartido por padre e hijo por el mismo trabajo.

1915 no fue un buen año para la familia. Robert Bragg, el hijo menor, murió a causa de sus heridas en Galípoli aquel mes de septiembre.

La Royal Institution

Bragg se trasladó al University College de Londres en 1915 y en 1923 a la Royal Institution como profesor Fulleriano, dirigiéndola y su laboratorio Davy Faraday durante el resto de su vida. Convirtió a la RI en uno de los centros de cristalografía líderes en el mundo, y fue un divulgador inusualmente talentoso: conferenciante habitual en las Conferencias de Navidad de la Royal Institution, con libros sobre sonido y luz dirigidos al lector general. Fue nombrado caballero en 1920, recibió la Medalla Rumford en 1916, la Medalla Copley en 1930 y la Orden del Mérito en 1931, y se desempeñó como presidente de la Royal Society de 1935 a 1940.

Por qué llaman genio a William

El relato honesto debe comenzar con la cuestión del crédito, porque ha seguido al nombre Bragg durante un siglo. La ley es de Lawrence. Su padre lo dijo en ese momento, escribiendo a Nature que su hijo había producido la teoría que permitía calcular las posiciones de los puntos para cualquier disposición de cristal y placa, y Lawrence lo dijo al final de su vida: "A veces se dice que mi padre y yo comenzamos juntos el análisis por rayos X, pero en realidad no fue así". El mundo, sin embargo, siguió acreditando al hombre mayor y más famoso; Lawrence fue excluido de la Conferencia Solvay de 1913 a la que asistió su padre, y el comentario de Rutherford a William sobre su Medalla Barnard compartida en 1915 fue: "Es muy pronto para que su hijo obtenga estas distinciones". El propio William observó que la gente tendía a darle el primer crédito en ocasiones en las que su hijo debería tenerlo. Lawrence comenzó a usar su segundo nombre para evitar la confusión.

Por lo tanto, el caso de William Henry Bragg no puede basarse en la teoría. Se basa en la instrumentación y el juicio. El espectrómetro de rayos X es la razón por la que la cristalografía se convirtió en una disciplina de trabajo en lugar de una demostración: un dispositivo lo suficientemente preciso como para convertir un patrón de difracción en una medición fiable, diseñado por alguien con la rara combinación de las matemáticas de un Wrangler y las manos de un experimentalista práctico. Y está el temperamento: un hombre que aprendió una asignatura completa a los veintitrés años, comenzó una investigación original a los cuarenta y un años y luego, en el apogeo de su fama, dedicó su energía a insistir públicamente en que la idea central pertenecía a su hijo. Eso no es brillantez en el sentido habitual. Es algo más escaso.

Legado

Bragg murió de insuficiencia cardíaca en Londres el 12 de marzo de 1942, a los setenta y nueve años. El método que él y Lawrence fundaron continuó determinando la estructura de la disposición de los átomos en metales, minerales, vitaminas, proteínas y, en 1953, el ADN: trabajo realizado en instituciones que los Bragg habían formado, por investigadores que utilizaron los descendientes del espectrómetro que construyó en Leeds. Han fluido más Premios Nobel de la cristalografía de rayos X que de casi cualquier otra técnica individual en las ciencias físicas. La mayor parte de lo que sabemos sobre la forma del mundo molecular fue descifrado de cristales mediante el método que un chico de granja de Cumberland comenzó a construir cuando tenía más de cuarenta años.