Вилијам Лоренс Брег

Сер Вилијам Лоренс Брег (31 март 1890 — 1 јули 1971) — Британски физичар и кристалограф со Австралијанско потекло кој го поставил (1912 г.) Бреговиот закон за дифракција на X-зраци, кој е основа за определување на кристалната структура. Тој беше заеднички добитник (со неговиот татко, Вилијам Хенри Брег) на Нобелова награда за физика во 1915: ''"За нивната заслуга во анализата на кристалната структура со помош на X-зраци"'' важен чекор во развојот на Рендгенската структурна анализа. Тој бил прогласен за витез во 1941. Заклучно со 2014 година, Лоренс Брег е најмладиот добитник на Нобелова награда за физика, примајќи ја наградата на само 25 годишна возраст. (Најмлад добитник на Нобелова награда од сите категории е Malala Yousafzai во 2014 година на возраст од 17 години). Брег беше директор на Кевендишката Лабораторија, во Кембриџ, кога откривањето на структурата на ДНК беше пријавено од Џејмс Ватсон и Францис Крик во февруари 1953 година.
1 Животопис
1.1 Раниот живот и образование
Брег е роден во Северна Аделаида, Јужна Австралија. Уште на млади години покажал интерес кон науката и математиката. Неговиот татко, Вилијам Хенри Брег, бил професор по математика и физика на Универзитетот на Аделаида. На 5 годишна возраст, само што почнал да оди во училиште, Брег паднал од својот трицкл и си ја скршил раката. Неговиот татко кој прочитал за Рентгеновите експерименти во Европа, ги искористил ново откриените X-зраци и неговата опрема да ја испита скршената рака. Ова е првата снимена хируршка употреба на X-зраци во Австралија.
Брег бил многу способен студент. По започнувањето на неговите студии во колеџот Св. Петар, Аделаида во 1905 г. тој заминал во Универзитетот на Аделаида на 16 годишна возраст за да учи математика, хемија и физика, дипломирајќи во 1908 година. Истата година неговиот татко ја прифатил ,,Кевендишката столица на физиката" на Универзитетот на Лидс, и го вратил семејството назад во Англија. Брег се запишал на колеџот Тринити, Кембриџ во есента 1908 г. и добил целосна стипендија по математика, иако го полагал тестот во кревет болен од пневмонија. По брзо совладување на математиката, тој преминал на учење физика во подоцнешните години од неговите студии, и дипломирал со првата класа во 1911 година. Во 1914 г. бил избран за стипеднија на колеџот Тринити – стипендија која на колеџот Кембриџ вклучува поднесување и одбрана на тезата.
Покрај образованието, друга работа која го интересирала Брег било собирање на школки; неговата лична колекција содржела примероци од над 500 видови; сите од нив лично собирани во Јужна Австралија. Тој открил нови видови на сипа - ''Sepia braggi'', именувана по него од страна на Џозеф Верко.
1.2 Кариера
1.2.1 Рендгенска структурна анализа
Брег е најпознат по неговиот закон за дифракција на X-зраци од кристали. Бреговиот закон ни овозможува да ја пресметаме позицијата на атомите во рамките на кристал преку начинот на кој X-зрак е дифрактиран од кристалната решетка. Го направил ова откритие во 1912 година, додека бил прва година на универзитетот во Кембриџ. Дискутирал за своите идеи со неговиот татко, кој го развил спектрометарот во Лидс. Оваа алатка овозможила многу разчични типови на кристали да бидат анализирани.
1.2.2 Опсег на звук
Истражувачката работа на Брег била прекината од двете Светски Војни. За време на двете војни тој работел на методи за опсег на звукот за лоцирање на пушките на непријателот. Во оваа работа бил потпомогнат од Вилијам Такер, Харолд Робинсон и Хенри Хеминг. За неговата работа за време на Првата светска војна бил награден со Воен Крст и бил назначен за Офицер на редот на Британската Империја.
На 2 септември 1915 г. неговиот брат бил убиен за време на Галиполската Операција. Набргу потоа, Вилијам Лоренс Брег дознал дека бил добитник на Новелова Награда за физика, на 25 годишна возраст.
Помеѓу двете војни, од 1919 до 1937 година, Брег работел на Викториниот универзитет на Манчестер како професор по физика. По Втората светска војна, се вратил во Кембриџ, разделувајќи ја Кевендишката Лабораторија во истражувачки групи. Тој верувал дека ,,идеален истражувачки тим треба да се состои од шест до дванаесет научници и неколку асистенти".
1.2.3 Истражување за белковини
Во 1948 година Брег станал заинтересиран за структурата на белковините и бил делумно одговорен за создавање на група која користела физика за решавање на биолошки проблеми. Имал клучна улога во откривањето на структурата на ДНК во 1953 г. , со тоа им обезбедил поддршка на Францис Крик и Џејмс Ватсон кои работеле под негово раководство во Кевендиш.
Известувањето на Брег за откривањето на структурата на ДНК било донесено на Солвејска конференција за белковини во Белгија на 8 април 1953 година, но не било забележано од страна на печатот. Поради тоа Брег подоцна одржал говор во Медицинското Училиште и Болница во Лондон во четврток, 14 мај 1953 година, кој резултирал со статија на Ричи Калдер во вестите на Лондон во Петок, 15 мај 1953 година, под наслов „Зашто си ти ти. Најблиската тајна на животот.“
Брег бил задоволен да види дека методот со X-зраци кој тој го развил четириесет години порано било срцето на овој увид за природата на самиот живот. Во исто време во Кевендиш, Макс Перуц исто така работел на својот труд со кој освоил Нобелова награда а тоа е структурата на хемоглобин. Брег подоцна последователно и успешно лобирал за, и ги номинирал, Крик, Ватсон and Марис Вилкинс за Нобеловата награда за Физиологија или Медицина во 1962 година; Вилкинс го користел претходно истажениот труд (корситејќи Рендгенска структурна анализа) на колеџот Кингс во Лондон за да ја открие структурата на ДНК молекулата. Покрај овие истражувачи бил и Розалинд Френклин, чија "фотографија 51" покажала дека ДНК е двојна спирала, а не тројна како што претпоставил Лајнус Полинг. френклин починал пред да ја добие наградата (која се дава само на живи луѓе).
Кристалната структура на лизозим на белка од кокошково јајце, била откриена од Филипс во 1965 година. под раководство на Лоренс Брег во Royal Institution, во Лондон, довело до откритие на <math>3_{10}</math> спирала. Структурата на лизозимот била утврдена од кристалите на лизозим хлорид, кој припаѓа на четириаголната просторна група P<math>4_3</math><math>2_1</math>2 со единица на димензија на клетките a = b = 79.1 Å, c = 37.9 Å и имаат една молекула на лизозим во асиметрична единица. Постоењето на <math>3_{10}</math> спирала, спротивно на Паулиновата алфа спирала, била предвидена од Брег, Кендру и Перуц во 1950 година. Очигледно, многу истражувачи не успеале да го спомнат откривањето на <math>3_{10}</math> спиралата, и не успеале да го прифатат тој дел во структурата на лизозимот. Полинг никогаш не признал дека барем еден дел од горенаведениот документ од 1950 година има смисла.
За разлика од миоглобинот, во кој околу 80% од аминокиселинските остатоци се во алфа-спираланата конформација, во лизозимска белковина содржината на алфа-спиралата е само околу 40% од аминокиселинските остатоци во четири главни делови. <math>3_{10}</math> спиралата e претходен предлог за структурата на полипептиди направен од Брег, Кендру и Перуц во 1950 година. Во оваа конформација, секој трет пептид е водородно споен назад за првиот пептид, со што се формира прстен што содржи десет атоми.
1.2.4 Кралска Институција
Тој имал долга поврзаност со Кралската Институција вклучувајќи:
: Професор по Природна Филозофија, 1938-1953
: Професор по Хемија, 1954-1966
: Надзорник на Куќата, 1954-1966
: Директор на Дејви-Фарадај Лабораторија за истражување, 1954-1966
: Директор, 1965-1966
: Почесен Професор, 1966-1971
Во 1931, 1934 и 1961 Брег бил поканет да ја испорача Новогодишната лекција на Кралската Институција на ,,Универзитетот на Светлото'', ,,Електрисити'' и ''Електрисити''. Тој исто така ги запознал со програмата додека престојувал на Кралската Институција.
1.3 Приватен Живот
Се оженил со Алис Хопкинсон (1899-1989) во 1921 година, со која имал четири деца, Стефан Лоренс (1923-2014), Давид Вилијам (роден 1926), Маргарет Алис, родена 1931, (која се омажи со Марк Хит) и Патиенс Мари, родена 1935. Брег имал повеќе хобија вклучувајќи цртање, литература и доживотен интерес во градинарство. Кога се доселил во Лондон, му недостигала градината па работел како повремен градинар, непрепознаен од својот работодавач, сè додека гостин во куќата не се изненадил што го среќава тука. Починал во болница близу до неговиот дом воВалдрингфилд, Ипсвич, Сафолк. Бил погребан во колеџот Тринити, Кембриџ; неговиот син Давид е погребан во Parish of the Ascension Burial Ground во Кембриџ, каде пријателот на Брег Рудолф Хопкинсон е исто така погребан.
2 Почести и награди
Бил избран за FRS во 1921-,,признание кое ги прави другите несоодветни". Беше назначен за витез од страна на Кралот Џорџ VI во 1941 година. New Year Honours, и ги има добиено и Copley-ов Медал и Кралскиот Медал на Кралското Општество.Во неговата книга ''Light is a Messenger'', дебатира дека повеќе е кристалографер отколку физичар, неговото учење покажува дека то је физичар повеќе од се друго. Исто така, од 1939 до 1943 година, работел како претседател на Институтот за Физика во Лондон.
Од 1992 година, Австралискиот институт за Физика ги наградува со Брегов Медал за совршеност по Физика за да го обележат Лоренс Брег и неговиот татко, Вилијам Брег, за најдобрата теза на студент на Австралискиот универзитет.
* Нобелова награда (1915)
* Matteucci Medal (1915)
* Hughes Medal (1931)
* Royal Medal (1946)
* Guthrie Lecture (1952)
* Copley Medal (1966)
3 Поврзано
*Tactical Artillery Terms from World War I
* List of Nobel laureates in Physics