विलियम हेनरी ब्रैग: देर से शुरुआत करने वाले, जिन्होंने क्रिस्टल को पढ़ा

चालीस वर्ष की आयु तक उन्होंने लगभग कुछ भी प्रकाशित नहीं किया था। उन्होंने अठारह वर्ष दुनिया के दूसरे छोर पर ऑस्ट्रेलिया में स्नातक छात्रों को गणित और भौतिकी पढ़ाते हुए बिताए थे, और उस नौकरी को उन्होंने तेईस वर्ष की आयु में प्राप्त किया था, तब उन्हें भौतिकी के बारे में बहुत कम जानकारी थी। फिर, 1904 में, उन्होंने शोध करना शुरू किया - और तीन वर्षों के भीतर वे रॉयल सोसाइटी के फेलो बन गए, ग्यारह वर्षों में नोबेल पुरस्कार विजेता, और उन्नीस वर्षों में रॉयल इंस्टीट्यूशन के निदेशक। विलियम हेनरी ब्रैग (William Henry Bragg) का करियर इस विचार का खंडन करता है कि भौतिकी केवल युवाओं का खेल है।

कंबरलैंड का एक खेत और तीसरे रैंगलर

उनका जन्म 2 जुलाई 1862 को कंबरलैंड के वेस्टवर्ड (Westward) में हुआ था। सात वर्ष की आयु में उनकी माता का निधन हो गया और उनका पालन-पोषण उनके एक चाचा ने किया। उन्होंने रॉबर्ट स्मिथ एकेडमी (Robert Smyth Academy) और फिर आइल ऑफ मैन के किंग विलियम्स कॉलेज (King William's College) से पढ़ाई की और उसके बाद कैंब्रिज के ट्रिनिटी कॉलेज गए। 1884 में, वे गणित ट्राइपोस में तीसरे रैंगलर रहे - यानी उस समय ब्रिटेन की सबसे कठिन परीक्षा में देश में तीसरे स्थान पर रहे।

तेईस वर्ष की आयु, और भौतिकी का नगण्य ज्ञान

दो साल बाद, तेईस साल की उम्र में, उन्हें एडिलेड विश्वविद्यालय में गणित और भौतिकी का एल्डर प्रोफेसर नियुक्त किया गया। उनके पास गणित का ज्ञान तो था, लेकिन भौतिकी का नहीं था, और ऑस्ट्रेलिया में उनके शुरुआती वर्षों का अधिकांश समय इसे सीखने और विश्वविद्यालय की वैज्ञानिक सुविधाओं को शून्य से खड़ा करने में व्यतीत हुआ। 1889 में उन्होंने खगोलशास्त्री चार्ल्स टोड (Charles Todd) की बेटी ग्वेंडोलिन टोड (Gwendoline Todd) से शादी की; उनके तीन बच्चे हुए, ग्वेंडोलिन, लॉरेंस और रॉबर्ट। लगभग दो दशकों तक, अनुसंधान भौतिकी के मानकों के अनुसार, ब्रैग अदृश्य थे।

इकतालीस वर्ष की आयु में शुरुआत

बदलाव 1904 में आया, जब वे इकतालीस वर्ष के थे, गैसों के आयनीकरण और अल्फा कणों के अवशोषण पर काम के साथ। यह उस समय के गंभीर प्रयोगात्मक भौतिकी का काम था जो पदार्थ की समझ को नया आकार दे रहा था, और इसे जल्दी ही मान्यता मिल गई: तीन वर्षों के भीतर उनका चुनाव रॉयल सोसाइटी में हो गया। 1909 में वे लीड्स विश्वविद्यालय में प्रोफेसर बनकर इंग्लैंड लौट आए।

लीड्स और स्पेक्ट्रोमीटर

1912 में मैक्स वॉन लाउ (Max von Laue) ने दिखाया था कि एक क्रिस्टल एक्स-रे को धब्बों के एक विशिष्ट पैटर्न में विवर्तित (diffract) करेगा - एक ऐसा परिणाम जिसने एक साथ यह साबित कर दिया कि एक्स-रे तरंगों के रूप में व्यवहार करते हैं और यह दिखाया कि क्रिस्टल एक नियमित जाली (lattice) पर बने होते हैं। लाउ के पास एक घटना थी। लेकिन किसी के पास अभी तक कोई विधि नहीं थी।

ब्रैग ने इसका आधा हिस्सा प्रदान किया और उनके बड़े बेटे ने बाकी आधा। लॉरेंस, जो उस समय कैंब्रिज में एक युवा थे, ने उस संबंध को निकाला जिसे अब सार्वभौमिक रूप से ब्रैग का नियम कहा जाता है: एक समीकरण जो एक्स-रे की तरंग दैर्ध्य (wavelength), क्रिस्टल में परमाणुओं के विमानों के बीच की दूरी, और उस कोण को जोड़ता है जिस पर किरणें परावर्तित होती हैं। इसे पुनर्व्यवस्थित करने पर, यह आपको तर्क को पीछे की ओर चलाने की अनुमति देता है - कोणों को मापें, तरंग दैर्ध्य जानें, और गणना करें कि परमाणु कहाँ हैं।

विलियम हेनरी ब्रैग ने वह उपकरण बनाया जिसने इसे व्यावहारिक बना दिया। उनके एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर ने क्रिस्टल सतह से होने वाले परावर्तनों को फोटोग्राफ करने और अनुमान लगाने के बजाय व्यवस्थित और सटीक रूप से मापने की अनुमति दी, और इसके साथ उन दोनों ने वास्तविक पदार्थों की परमाणु वास्तुकला को सुलझाना शुरू किया, जिसकी शुरुआत साधारण लवणों और छोटे अणुओं से हुई। उन्होंने जिज्ञासा को एक तकनीक में और तकनीक को एक विज्ञान में बदल दिया। 1915 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दोनों को एक्स-रे के माध्यम से क्रिस्टल संरचना के विश्लेषण के लिए दिया गया। लॉरेंस पच्चीस वर्ष के थे, और 2014 तक पुरस्कार के इतिहास में सबसे कम उम्र के विजेता बने रहे। यह आज भी एकमात्र नोबेल पुरस्कार है जिसे एक पिता और पुत्र ने एक ही काम के लिए साझा किया है।

1915 परिवार के लिए अच्छा वर्ष नहीं था। छोटा बेटा रॉबर्ट ब्रैग (Robert Bragg), सितंबर में गैलिपोली में घावों के कारण मारा गया था।

रॉयल इंस्टीट्यूशन

ब्रैग 1915 में यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन चले गए और 1923 में रॉयल इंस्टीट्यूशन में फुलेरियन प्रोफेसर (Fullerian Professor) के रूप में काम किया, जहाँ उन्होंने जीवन भर संस्थान और उसकी डेवी-फैराडे प्रयोगशाला का निर्देशन किया। उन्होंने आरआई (RI) को क्रिस्टलोग्राफी के दुनिया के अग्रणी केंद्रों में से एक में बदल दिया, और वे असाधारण रूप से प्रतिभाशाली व्याख्याता थे - जो रॉयल इंस्टीट्यूशन के क्रिसमस लेक्चर्स में बार-बार प्रस्तुत होते थे, और उन्होंने सामान्य पाठकों के लिए ध्वनि और प्रकाश पर पुस्तकें भी लिखीं। उन्हें 1920 में नाइट की उपाधि दी गई, 1916 में रमफोर्ड मेडल (Rumford Medal), 1930 में कोपली मेडल (Copley Medal) और 1931 में ऑर्डर ऑफ मेरिट (Order of Merit) प्राप्त हुआ, और उन्होंने 1935 से 1940 तक रॉयल सोसाइटी के अध्यक्ष के रूप में कार्य किया।

विलियम को जीनियस क्यों कहा जाता है

ईमानदार विवरण को श्रेय के प्रश्न से शुरू करना होगा, क्योंकि यह एक सदी से ब्रैग नाम के साथ जुड़ा हुआ है। नियम लॉरेंस का है। उनके पिता ने उस समय ऐसा कहा था, नेचर (Nature) को लिखते हुए कि उनके बेटे ने वह सिद्धांत तैयार किया है जिससे क्रिस्टल और प्लेट की किसी भी व्यवस्था के लिए धब्बों की स्थिति की गणना करना संभव हो गया, और लॉरेंस ने अपने जीवन के अंत में ऐसा कहा: "कभी-कभी कहा जाता है कि मेरे पिता और मैंने एक साथ एक्स-रे विश्लेषण शुरू किया, लेकिन वास्तव में ऐसा नहीं था।" इसके बावजूद दुनिया ने बड़े और अधिक प्रसिद्ध व्यक्ति को श्रेय देना जारी रखा - लॉरेंस को 1913 के सोल्वे सम्मेलन से बाहर रखा गया था जिसमें उनके पिता ने भाग लिया था, और 1915 में उनके साझा बर्नार्ड मेडल पर रदरफोर्ड (Rutherford) की विलियम के लिए टिप्पणी थी: "आपके लड़के के लिए इन सम्मानों को प्राप्त करना बहुत जल्दी है।" स्वयं विलियम ने देखा कि लोग उन अवसरों पर उन्हें पहला श्रेय देने के लिए तत्पर थे जहाँ उनके बेटे को यह मिलना चाहिए था। लॉरेंस ने इस भ्रम से बचने के लिए अपने मध्य नाम का उपयोग करना शुरू कर दिया।

इसलिए विलियम हेनरी ब्रैग का मामला केवल सिद्धांत पर आधारित नहीं हो सकता है। यह इंस्ट्रूमेंटेशन और निर्णय पर आधारित है। एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर ही कारण है कि क्रिस्टलोग्राफी एक प्रदर्शन के बजाय एक कार्यशील अनुशासन बन गई: एक ऐसा उपकरण जो विवर्तन पैटर्न को एक विश्वसनीय माप में बदलने के लिए पर्याप्त सटीक है, जिसे एक ऐसे व्यक्ति द्वारा डिजाइन किया गया है जिसके पास रैंगलर के गणित और एक व्यावहारिक प्रयोगकर्ता के हाथों का दुर्लभ संयोजन है। और उनका स्वभाव भी है - एक ऐसा व्यक्ति जिसने तेईस साल की उम्र में खुद को पूरा विषय पढ़ाया, इकतालीस साल की उम्र में मौलिक शोध शुरू किया, और फिर, अपनी प्रसिद्धि के चरम पर, सार्वजनिक रूप से यह जोर देने में अपनी ऊर्जा खर्च की कि मुख्य विचार उनके बेटे का था। यह सामान्य अर्थों में प्रतिभा नहीं है। यह कुछ अधिक दुर्लभ है।

विरासत

ब्रैग का 12 मार्च 1942 को लंदन में हृदय गति रुकने से निधन हो गया, वे उन्यासी वर्ष के थे। उनके और लॉरेंस द्वारा स्थापित विधि ने धातुओं, खनिजों, विटामिनों, प्रोटीनों और 1953 में डीएनए (DNA) में परमाणुओं की व्यवस्था की संरचना निर्धारित की - यह काम उन संस्थानों में किया गया जिसे ब्रैग परिवार ने आकार दिया था, उन शोधकर्ताओं द्वारा जिन्होंने लीड्स में उनके द्वारा बनाए गए स्पेक्ट्रोमीटर के वंशजों का उपयोग किया। भौतिक विज्ञान में किसी भी अन्य एकल तकनीक की तुलना में एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी से अधिक नोबेल पुरस्कार मिले हैं। आणविक दुनिया के आकार के बारे में हम जो कुछ भी जानते हैं, उसका अधिकांश हिस्सा उन क्रिस्टलों से पढ़ा गया था जिसे एक कंबरलैंड फार्म के लड़के ने चालीस पार करने के बाद बनाना शुरू किया था।