Sir William Henry Bragg OM KBE FRS (2 de julio de 1862 - 12 de marzo de 1942) fue un físico , químico , matemático y deportista activo inglés que compartió de manera única [1] el Premio Nobel de Física con su hijo Lawrence Bragg : "por sus servicios en el análisis de la estructura cristalina por medio de rayos X ". [2] El mineral Braggita lleva su nombre y el de su hijo. Fue nombrado caballero en 1920.
Bragg nació en Westward , cerca de Wigton , Cumberland , Inglaterra, hijo de Robert John Bragg, un oficial de la marina mercante y granjero, y su esposa Mary née Wood, hija de un clérigo. Cuando Bragg tenía siete años, su madre murió y fue criado por su tío, también llamado William Bragg, en Market Harborough , Leicestershire . Fue educado en la escuela secundaria allí, en el King William's College en la Isla de Man y, habiendo ganado una exhibición (beca) , en el Trinity College, Cambridge . Se graduó en 1884 como tercer vaquero , y en 1885 recibió honores de primera clase en el examen final de matemáticas . [3] [4] [5]
En 1885, [6] a la edad de 23 años, Bragg fue nombrado (Sir Thomas) Profesor Mayor de Matemáticas y Física Experimental en la Universidad de Adelaida , [7] Australia, y comenzó a trabajar allí a principios de 1886. [8] Siendo un matemático experto, en ese momento tenía un conocimiento limitado de física, la mayoría de la cual era en forma de matemáticas aplicadas que había aprendido en Trinity. También en ese momento, había solo alrededor de cien estudiantes haciendo cursos completos en Adelaida, de los cuales menos de un puñado pertenecían a la escuela de ciencias, cuyas deficientes instalaciones de enseñanza Bragg mejoró al convertirse en aprendiz de una empresa de fabricantes de instrumentos. Bragg era un conferenciante capaz y popular; alentó la formación del sindicato de estudiantes y la asistencia, gratuita, de profesores de ciencias a sus conferencias. [4] [5]
El interés de Bragg por la física se desarrolló, particularmente en el campo del electromagnetismo. En 1895, recibió la visita de Ernest Rutherford , en su camino de Nueva Zelanda a Cambridge; este fue el comienzo de una amistad que duraría toda la vida. Bragg tenía un gran interés en el nuevo descubrimiento de los rayos X por Wilhelm Röntgen . El 29 de mayo de 1896 en Adelaida, Bragg demostró ante una reunión de médicos locales la aplicación de los "rayos X para revelar estructuras que de otro modo serían invisibles". Samuel Barbour , químico senior de FH Faulding & Co. , un fabricante farmacéutico de Adelaida, proporcionó el aparato necesario en forma de un tubo de Crookes , un tubo de descarga de vidrio. El tubo se había obtenido en Leeds, Inglaterra, donde Barbour visitó la firma Reynolds and Branson , un fabricante de equipos fotográficos y de laboratorio. Barbour regresó a Adelaida en abril de 1896. Barbour había llevado a cabo sus propios experimentos poco después de regresar a Australia, pero los resultados fueron limitados debido a la limitada potencia de la batería. [9] En la Universidad, el tubo se conectó a una bobina de inducción y una batería prestada por Sir Charles Todd , el suegro de Bragg. La bobina de inducción se utilizó para producir la chispa eléctrica necesaria para que Bragg y Barbour "generaran ráfagas cortas de rayos X". La audiencia quedó favorablemente impresionada. Bragg se ofreció como sujeto de prueba, a la manera de Röntgen, y permitió que se tomara una fotografía de rayos X de su mano. La imagen de los dedos de su mano reveló "una antigua lesión en uno de sus dedos sufrida al usar la máquina para cortar nabos en la granja de su padre en Cumbria". [10] [11]
Ya en 1895, el profesor William H. (más tarde Sir William) Bragg trabajaba en la telegrafía sin hilos, aunque las conferencias públicas y las demostraciones se centraban en su investigación sobre rayos X que más tarde le llevaría a obtener el Premio Nobel. En una visita apresurada de Rutherford, se informó de que estaba trabajando en un oscilador hertziano. Había muchos puntos en común entre las dos tecnologías y contaba con la hábil ayuda de Arthur Lionel Rogers, que fabricaba gran parte del equipo. El 21 de septiembre de 1897, Bragg dio la primera demostración pública registrada del funcionamiento de la telegrafía sin hilos en Australia durante una conferencia en la Universidad de Adelaida como parte de la conferencia del Sindicato Público de Maestros. [12] [13] Bragg partió de Adelaida en diciembre de 1897, [14] y pasó todo 1898 en una licencia de 12 meses, recorriendo Gran Bretaña y Europa y durante este tiempo visitó a Marconi e inspeccionó sus instalaciones sin hilos. [14] [15] Regresó a Adelaida a principios de marzo de 1899, [16] y ya el 13 de mayo de 1899, Bragg y su suegro, Sir Charles Todd, estaban realizando pruebas preliminares de telegrafía sin hilos con un transmisor en el Observatorio y un receptor en la carretera sur (a unos 200 metros). [17] Los experimentos continuaron durante todo el invierno austral de 1899 y el alcance se amplió progresivamente hasta Henley Beach. En septiembre, el trabajo se amplió a transmisiones bidireccionales con la adición de una segunda bobina de inducción prestada por el Sr. Oddie de Ballarat. [18] Se deseaba extender los experimentos a través de una ruta marítima y Todd estaba interesado en conectar Cape Spencer y Althorpe Island, pero los costos locales se consideraron prohibitivos mientras que los cargos por el equipo patentado de la Compañía Marconi eran exorbitantes. Al mismo tiempo, los intereses de Bragg se inclinaban hacia los rayos X y el trabajo práctico en radio en el sur de Australia estuvo en gran parte inactivo durante la siguiente década.
El punto de inflexión en la carrera de Bragg llegó en 1904, cuando pronunció el discurso presidencial de la sección A de la Asociación Australasiana para el Avance de la Ciencia en Dunedin , Nueva Zelanda, [5] sobre "Algunos avances recientes en la teoría de la ionización de los gases". Esta idea fue seguida "en una brillante serie de investigaciones" [5] que, en tres años, le valieron una beca de la Royal Society de Londres. Este artículo también fue el origen de su primer libro Estudios sobre radiactividad (1912). Poco después de pronunciar su discurso de 1904, Bragg recibió bromuro de radio para experimentación. En diciembre de 1904, su artículo "Sobre la absorción de rayos α y sobre la clasificación de los rayos α del radio" apareció en la revista Philosophical Magazine , y en el mismo número apareció también un artículo "Sobre las curvas de ionización del radio", escrito en colaboración con su alumno Richard Kleeman . [4] [5]
A finales de 1908, Bragg regresó a Inglaterra. Durante sus 23 años en Australia, "había visto casi cuadruplicarse el número de estudiantes en la Universidad de Adelaida y había participado plenamente en el desarrollo de su excelente escuela de ciencias". [4] Había regresado a Inglaterra en el viaje inaugural del SS Waratah , un barco que desapareció en el mar en su segundo viaje al año siguiente. Se había alarmado por la tendencia del barco a inclinarse durante su viaje y había llegado a la conclusión de que el metacentro del barco estaba justo debajo de su centro de gravedad . En 1911, testificó su creencia de que el Waratah era inestable en la investigación sobre la desaparición del barco. [19]
Hay un busto de William Bragg en North Terrace, Adelaida, Australia del Sur.
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Bragg ocupó la cátedra Cavendish de física en la Universidad de Leeds desde 1909 hasta 1915. Continuó su trabajo sobre rayos X con mucho éxito. Inventó el espectrómetro de rayos X y con su hijo, Lawrence Bragg, entonces estudiante de investigación en Cambridge, fundó la nueva ciencia de la cristalografía de rayos X , el análisis de la estructura cristalina mediante difracción de rayos X. [20]
Sus dos hijos fueron llamados al ejército después de que estallara la guerra en 1914. [21] Al año siguiente fue nombrado profesor de Física Quain en el University College de Londres . [4] Tuvo que esperar casi un año para contribuir al esfuerzo bélico: finalmente, en julio de 1915, fue nombrado miembro de la Junta de Invención e Investigación creada por el Almirantazgo. [4] En septiembre, su hijo menor, Robert, murió de heridas en Galípoli. En noviembre, compartió el Premio Nobel de Física con su hijo mayor, William Lawrence. La Armada estaba luchando por evitar hundimientos por submarinos sumergidos invisibles. Los científicos recomendaron que la mejor táctica era escuchar a los submarinos. La Armada tenía un establecimiento de investigación de hidrófonos en Aberdour , Escocia, dotado de personal de la marina. En noviembre de 1915, dos jóvenes físicos se incorporaron a su personal. En julio de 1916, el Almirantazgo, cediendo a la presión externa para que se utilizara la ciencia, nombró a Bragg director científico en Aberdour, asistido por otros tres jóvenes físicos. Desarrollaron un hidrófono direccional mejorado, que finalmente convenció al Almirantazgo de su utilidad. A finales de 1916, Bragg y su pequeño grupo se trasladaron a Harwich , donde se amplió el personal y tuvieron acceso a un submarino para realizar pruebas. En Francia, donde los científicos habían estado movilizados desde el comienzo de la guerra, el físico Paul Langevin dio un gran paso con la ecolocalización, generando pulsos de sonido intensos con láminas de cuarzo que oscilaban a alta frecuencia, que luego se usaban como micrófonos para escuchar ecos. El cuarzo se pudo utilizar cuando los tubos de vacío estuvieron disponibles a finales de 1917 para amplificar las débiles señales. Los británicos hicieron que el sonar fuera posible utilizando mosaicos de pequeños trozos de cuarzo en lugar de rodajas de un gran cristal. En enero de 1918, Bragg se incorporó al Almirantazgo como jefe de investigación científica en la división antisubmarina. Al final de la guerra, los buques británicos ya estaban equipados con sonares operados por oyentes entrenados.
Inspirados por los métodos de William Lawrence para localizar los cañones enemigos por el sonido de sus disparos , los resultados de seis micrófonos separados por millas a lo largo de la costa se registraron en una película fotográfica en movimiento. La medición del sonido es mucho más precisa en el mar que en una atmósfera turbulenta. Fueron capaces de localizar los lugares de explosiones distantes, que se utilizaron para obtener las posiciones precisas de los buques de guerra británicos y de los campos minados.
Después de la guerra, Bragg regresó al University College de Londres, donde continuó trabajando en el análisis de cristales. [4]
Desde 1923 fue profesor de química en la Royal Institution y director del Laboratorio de Investigación Davy Faraday. [22] Esta institución fue prácticamente reconstruida en 1929-30 y, bajo la dirección de Bragg, se publicaron muchos artículos valiosos desde el laboratorio. [4] En 1919, 1923, 1925 y 1931 fue invitado a pronunciar la Conferencia de Navidad de la Royal Institution sobre El mundo del sonido ; sobre la naturaleza de las cosas, los viejos oficios y el nuevo conocimiento y El universo de la vida respectivamente. [23]
Bragg fue elegido presidente de la Royal Society en 1935. [24] El fisiólogo AV Hill fue secretario biológico y pronto ACG Egerton se convirtió en secretario físico. [25] Durante la Primera Guerra Mundial, los tres habían estado esperando meses frustrantes antes de que sus habilidades se utilizaran para el esfuerzo bélico. Ahora la causa de la ciencia se vio fortalecida por el informe de un comité de alto nivel del Ejército sobre las lecciones aprendidas en la última guerra; su primera recomendación fue "mantenerse al día de los desarrollos científicos modernos". [26] Anticipándose a otra guerra, el Ministerio de Trabajo fue persuadido para aceptar a Hill como consultor sobre personal científico. La Royal Society compiló un registro de hombres calificados. Propusieron un pequeño comité sobre ciencia para asesorar al Comité de Defensa Imperial, pero esto fue rechazado. Finalmente, en 1940, cuando el mandato de Bragg terminó, se nombró un comité asesor científico para el Gabinete de Guerra. Bragg figuraba entre los 2.300 nombres de personalidades destacadas que figuraban en la lista especial de búsqueda de los nazis , de quienes iban a ser arrestados durante la invasión de Gran Bretaña y entregados a la Gestapo . Bragg murió en 1942.
Bragg fue ganador junto con su hijo, Lawrence Bragg , del Premio Nobel de Física en 1915: "Por sus servicios en el análisis de la estructura cristalina por medio de rayos X " . [27]
Bragg fue elegido miembro de la Royal Society en 1907, vicepresidente en 1920 y sirvió como presidente de la Royal Society de 1935 a 1940. Fue elegido miembro internacional de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos en 1939 y miembro internacional de la Sociedad Filosófica Americana . [28] [29] Fue elegido miembro de la Real Academia de Ciencias, Letras y Bellas Artes de Bélgica el 1 de junio de 1946.
Fue nombrado Comandante de la Orden del Imperio Británico (CBE) en 1917 y Caballero Comendador ( KBE ) en los honores de guerra civil de 1920. [ 30] Fue admitido en la Orden del Mérito en 1931. [4]
El actual distrito electoral de Bragg , en la Cámara de la Asamblea Legislativa de Australia del Sur , fue creado en 1970 y recibió el nombre de William y Lawrence Bragg.
En 1889, en Adelaida, Bragg se casó con Gwendoline Todd, una hábil pintora de acuarelas e hija del astrónomo, meteorólogo e ingeniero eléctrico Sir Charles Todd . [4] [5] Tuvieron tres hijos, una hija, Gwendolen y dos hijos, William Lawrence , nacido en 1890 en el norte de Adelaida, y Robert. Gwendolen se casó con el arquitecto inglés Alban Caroe , Bragg dio clases a William en la Universidad de Adelaida y Robert murió en la batalla de Galípoli . La esposa de Bragg, Gwendoline, murió en 1929.
Bragg jugó al tenis y al golf y, como miembro fundador de los clubes de lacrosse de North Adelaide y de la Universidad de Adelaide , contribuyó a la introducción del lacrosse en el sur de Australia y también fue secretario de la Asociación de Ajedrez de la Universidad de Adelaide. [32]
Bragg murió en 1942 en Inglaterra y le sobrevivieron su hija Gwendolen y su hijo, Lawrence .
El auditorio del King William's College (KWC) lleva el nombre de Bragg en memoria de él; la sociedad de debate literario por invitación de sexto curso del KWC, la Sociedad Bragg, también lleva su nombre en su memoria. Una de las "casas" escolares de la Escuela Robert Smyth, Market Harborough , Leicester, lleva el nombre de "Bragg" en memoria de su paso por allí. Desde 1992, el Instituto Australiano de Física ha otorgado la Medalla de Oro Bragg a la Excelencia en Física a la mejor tesis doctoral de un estudiante de una universidad australiana . Los dos lados de la medalla contienen las imágenes de Sir William Henry y su hijo Sir Lawrence Bragg. [33]
El Centro de Técnicas Experimentales de la Universidad Brunel se llama Edificio Bragg. El Edificio Sir William Henry Bragg de la Universidad de Leeds se inauguró en 2021. [34]
En 1962, se construyeron los Laboratorios Bragg en la Universidad de Adelaida para conmemorar los 100 años del nacimiento de Sir William H. Bragg. [4]
El Centro Bragg de Investigación y Terapia de Protones de Australia [35] , también en Adelaida (Australia), se completó a fines de 2023. Lleva el nombre de padre e hijo y ofrece radioterapia para pacientes con cáncer.
En agosto de 2013, el pariente de Bragg, el locutor Melvyn Bragg , presentó un programa en la BBC Radio 4 "Bragg on the Braggs" sobre los ganadores del Premio Nobel de Física de 1915. [36] [37]
