Sir William Henry Bragg (1862-1942): Un pionero de la física cristalina y la difracción de rayos X

Sir William Henry Bragg, físico británico nacido en Wigton (Cumberland) el 2 de julio de 1862, es reconocido como uno de los grandes científicos de su tiempo, cuyo trabajo transformó la física y la cristalografía. Su legado perdura en el campo de la estructura cristalina, y en especial, en el estudio de la difracción de rayos X, una disciplina que revolucionó la comprensión de la materia a nivel atómico. En 1915, recibió el Premio Nobel de Física junto a su hijo William Lawrence Bragg, en un hecho histórico sin precedentes en el que ambos compartieron el galardón por sus avances conjuntos en la investigación de la estructura cristalina mediante rayos X.

Orígenes y contexto histórico

William Henry Bragg nació en una familia humilde, pero desde muy temprana edad mostró una gran habilidad intelectual. A los pocos años de edad, quedó huérfano, lo que le obligó a vivir con un tío en la Isla de Man. Fue en este entorno donde comenzó su educación, cursando la primaria en la Market Harborough Grammar School antes de ingresar al prestigioso King William’s College. Durante sus años escolares, Bragg desarrolló una gran afinidad por las matemáticas, disciplina que estudió en el Trinity College de la Universidad de Cambridge, donde tuvo como maestro al destacado matemático E. J. Routh. En pocos meses, Bragg superó los contenidos que el resto de sus compañeros lograba dominar a lo largo de varios cursos, lo que evidenció su excepcional talento para la ciencia.

La transición a la física

En 1885, mientras aún estaba en Cambridge, Bragg empezó a estudiar física en el Cavendish Laboratory, un centro de investigación de renombre. A finales de ese mismo año, recibió una oferta de la Universidad de Adelaida en Australia, para impartir clases de Física y Matemáticas. Este fue el comienzo de una exitosa carrera académica que lo llevaría a importantes universidades y centros de investigación a lo largo de su vida. Además, en Adelaida, contrajo matrimonio con Gwendolen Todd, hija de Sir Charles Todd, Director General de Correos y Astrónomo Oficial del Gobierno de Australia.

Su carrera docente lo llevó a la Universidad de Leeds (1909-1915), la Universidad de Londres (1915-1923) y la Royal Institution (1923-1942), donde se destacó por su enseñanza en química y física, pero fue en sus investigaciones científicas donde Bragg dejó una huella indeleble.

Logros y contribuciones

La contribución más significativa de Sir William Henry Bragg a la ciencia fue su trabajo en la estructura cristalina, un área fundamental en la física de materiales. En 1912, después de que el físico alemán Max von Laue descubriera la difracción de los rayos X en cristales, Bragg diseñó un innovador instrumento para estudiar la estructura de los cristales. Este dispositivo, conocido como el espectrómetro de Bragg, utilizaba rayos X monocromáticos, es decir, rayos X de una sola frecuencia, que se dirigían hacia un cristal mediante un goniómetro. La intensidad de los rayos reflejados por el cristal se medía con una cámara de ionización, lo que permitía deducir la estructura interna del cristal y la posición de los átomos dentro de él.

Gracias a este instrumento, Bragg, junto a su hijo William Lawrence Bragg, pudo enunciar la ley de Bragg, que describe cómo los rayos X se reflejan en cristales, revelando información crucial sobre la estructura atómica de los materiales. Este avance permitió a los científicos estudiar la estructura de muchos compuestos, entre ellos el diamante, marcando un antes y un después en la ciencia de los materiales.

Contribuciones durante la Primera Guerra Mundial

Durante la Primera Guerra Mundial (1914-1919), Bragg utilizó sus conocimientos para contribuir al esfuerzo bélico, especialmente en la localización de submarinos enemigos. Mediante la detección y medición de sonidos submarinos, su trabajo ayudó a mejorar las técnicas de guerra antisubmarina, demostrando la versatilidad y el alcance de sus habilidades científicas.

Momentos clave de la carrera de Bragg

1. 1897: Se traslada a Australia como profesor de Física y Matemáticas en la Universidad de Adelaida.

2. 1912: Tras el descubrimiento de Max von Laue sobre la difracción de rayos X, Bragg crea el espectrómetro de Bragg, una herramienta fundamental para la cristalografía.

3. 1915: Junto a su hijo, William Lawrence Bragg, recibe el Premio Nobel de Física por sus estudios sobre la estructura del cristal mediante rayos X.

4. 1935-1940: Preside la Royal Society, una de las instituciones científicas más prestigiosas del Reino Unido.

5. 1940: Bragg es nombrado caballero por sus contribuciones a la ciencia y la educación.

Reconocimientos y premios

A lo largo de su carrera, Sir William Henry Bragg recibió numerosos premios y distinciones. Entre los más destacados se encuentran la Medalla Rumford (1916), la Medalla Copley (1930) y la Orden del Mérito (1931). Fue elegido miembro de la Royal Society en 1907 y, a lo largo de su vida, recibió el título honorífico de doctor honoris causa de más de quince universidades alrededor del mundo. Además, fue elegido presidente de la Asociación Británica para el Progreso de las Ciencias en 1928.

Relevancia actual

La influencia de Sir William Henry Bragg y su trabajo en la cristalografía sigue vigente en la ciencia moderna. La ley de Bragg y el espectrómetro de Bragg continúan siendo herramientas fundamentales en la investigación de la estructura de materiales, desde los compuestos químicos más simples hasta los más complejos. Su legado en la física de materiales, la investigación en rayos X y su impacto en el desarrollo de la ciencia de los materiales siguen siendo una inspiración para generaciones de científicos.

La relación de Bragg con su hijo, William Lawrence Bragg, quien también se convirtió en una figura eminente en la ciencia, ha quedado grabada en la historia como una de las colaboraciones más fructíferas en la historia de la física.

Obras relevantes de Sir William Henry Bragg

A lo largo de su carrera, Sir William Henry Bragg escribió una serie de obras que reflejan su profunda comprensión de la física y la ciencia en general. Algunas de sus obras más relevantes incluyen:

• The World of Sound (1920)

• Concerning the Nature of Things (1925)

• The Universe of Light (1933)

• Studies in Radioactivity

• X-Rays and Crystal Structure

• Old Trades and New Knowledge

• An Introduction to Crystal Analysis

Estas publicaciones, junto con sus contribuciones a la física experimental, consolidaron su lugar como uno de los más grandes científicos de su era.

El impacto de Sir William Henry Bragg en la ciencia, tanto a nivel práctico como teórico, sigue siendo relevante hoy en día. Sus investigaciones abrieron nuevas posibilidades en la comprensión de la materia y continúan siendo esenciales para diversas áreas de la física y la química.