ローレンス・ブラッグ

お客様 ローレンス・ブラッグ CH OBE MC FRS
1915年のブラッグ
生まれる	ウィリアム・ローレンス・ブラッグ ( 1890-03-31 )1890年3月31日 アデレード、南オーストラリア植民地 （現在のオーストラリア、南オーストラリア州）
死亡	1971年7月1日(1971-07-01)（81歳） ウォルディングフィールド、サフォーク、イングランド
教育	セント・ピーターズ・カレッジ、アデレード
母校	アデレード大学 ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ
知られている	ブラッグの法則 ブラッグ・グレイ空洞理論 バブルラフト X線回折 X線顕微鏡 X線分光法
配偶者	アリス・ホプキンソン ​ （ 1921年生まれ）
両親	ウィリアム・ヘンリー・ブラッグ グウェンドリン・トッド
親族	チャールズ・トッド（祖父）
受賞歴	マテウチ勲章（1915年） 科学への功績に対するバーナード賞（1915年） ノーベル物理学賞(1915) FRS（1921）[1] ヒューズメダル（1931年） ダルトンメダル（1942年） NAS の国際会員(1945) ロイヤルメダル（1946年） ローブリング賞（1948年） コプリー賞（1966年）
科学者としてのキャリア
フィールド	物理
機関	アデレード大学 マンチェスター大学 ケンブリッジ大学
学術アドバイザー	JJトムソン ウィリアム ヘンリーブラッグ
博士課程の学生	ジョン・クランク ロナルド・ウィルフレッド・ガーニー アレックス・ストークス[2] サミュエル・トランスキー エヴァン・ジェームズ・ウィリアムズ[3]
その他の著名な学生	ウィリアム・コクラン
第5代キャベンディッシュ物理学教授
在任期間 1938年～1953年
先行	JJトムソン
後継者	ネヴィル・フランシス・モット
国立物理学研究所第3代所長
在任期間 1937-1938年
先行	フランク・エドワード・スミス（演技）
後継者	チャールズ・ゴルトン・ダーウィン

ウィリアム・ローレンス・ブラッグ卿（1890年3月31日 - 1971年7月1日）は、ローレンス・ブラッグとしても知られ、オーストラリア生まれのイギリスの物理学者、X線結晶学者であり、結晶構造の決定の基礎となるブラッグのX線回折の法則を発見（1912年）した。彼は、1915年に「 X線による結晶構造の解析への貢献」により（父のウィリアム・ヘンリー・ブラッグとともに）ノーベル物理学賞を受賞した。 ^{[4] これは、X線}結晶構造解析の発展における重要な一歩であった。^[5]

ブラッグは1941年にナイトの称号を授けられた。^[4] 2024年現在、彼は25歳でノーベル物理学賞を受賞した史上最年少の人物である。 ^{[6] 1953年2月に}ジェームズ・D・ワトソンとフランシス・クリックによってDNAの構造の発見が報告されたとき、ブラッグはケンブリッジのキャベンディッシュ研究所の所長であった。

ブラッグは、南オーストラリア州アデレードで、アデレード大学の数学と物理学の教授であるウィリアム・ヘンリー・ブラッグ卿^（ 1862年 - 1942年）と、南オーストラリア州の政府天文学者 チャールズ・トッド卿の娘であるグウェンドリン（1869年 - 1929年）の娘として生まれました。

1900年、ブラッグはノースアデレードのクイーンズスクールの学生で、その後5年間アデレードのセントピーターズカレッジに通った。16歳でアデレード大学に進学し、数学、化学、物理学を学び、1908年に卒業した。同年、父親がリーズ大学のキャベンディッシュ物理学教授職に就き、家族はイギリスに移住した。ブラッグは1909年秋にケンブリッジ大学トリニティカレッジに入学し、肺炎で寝たきりだったにもかかわらず、数学で多額の奨学金を得た。当初は数学で優秀な成績を収めたが、学業の後半に物理学コースに転科し、1911年に一等優等で卒業した。1914年、ブラッグはトリニティカレッジのフェローに選ばれた。ケンブリッジ大学のフェローには、論文の提出と審査が含まれる。^{[8] [9]}

ブラッグのその他の趣味の一つに貝殻収集があり、彼の個人コレクションは約500種の標本に及び、すべて南オーストラリアで個人的に収集されたものである。彼はイカの新種セピア・ブラッジを発見し、ジョセフ・ヴァーコが彼にちなんで名付けた。^[10]

X線の構成は不明で、彼の父親はX線は粒子の流れであると主張し、他の人は波であると主張した。マックス・フォン・ラウエは写真乾板の前にある結晶にX線ビームを向けた。ビームが当たった点の横には、偏向した光線による追加の点があった。したがってX線は波である。^[11] 1912年、ケンブリッジ大学で研究生1年生だったWLブラッグは、川沿いを散歩しているときに、平行な原子シートでできた結晶は、ほとんどの角度で表面に当たったX線ビームを回折しない、なぜなら原子との衝突によって偏向したX線は位相がずれていて、お互いを打ち消すからだという洞察を得た。しかし、結晶内の原子シート間を通過する距離がX線の波長に等しい角度でX線ビームが当たると、偏向したX線は位相が合って近くのフィルムに点ができる。この洞察から、彼は、X 線の波長と単純な結晶内の原子シート間の距離を、入射する X 線ビームが反射される角度に関連付ける 単純なブラッグ方程式を作成しました。

父は、結晶を正確な角度に回転させて反射エネルギーを測定できる装置を製作した。これにより、父と息子はいくつかの単純な結晶の原子シート間の距離を測定できるようになった。彼らは結晶の重さとアボガドロ定数から原子の間隔を計算し、X線管内のさまざまな金属ターゲットによって生成されるX線の波長を測定できるようになった。WHブラッグは会議や論文で結果を報告し、方程式の著者として「息子」（名前は明かされていない）の功績を認めたが、共著者として認めなかったため、息子は「心痛」を覚え、その悲しみを乗り越えることはできなかった。^[12]

ブラッグは第一次世界大戦の初期に王立騎馬砲兵隊のレスターシャー砲兵隊の少尉に任命された。^[13] 1915年に彼は王立工兵隊に出向し、砲撃音から敵の砲兵の位置を特定する方法の開発を依頼された。^{[14] [15] 1915年9月2日、彼の兄弟は}ガリポリの戦いで戦死した。^{[16]その後まもなく、彼と彼の父親は}ノーベル物理学賞を受賞した。彼は25歳で、最年少の科学賞受賞者である。音による距離測定の問題は、重砲の音の周波数が低すぎてマイクで検出できないことだった。数ヶ月の試行錯誤の後、彼と彼のグループは熱線空気波検出器を考案し、この問題を解決した。この作業では、チャールズ・ゴルトン・ダーウィン、ウィリアム・サンサム・タッカー、ハロルド・ローパー・ロビンソン、エドワード・アンドラーデ^[17]、ヘンリー・ハロルド・ヘミングの協力を得た。イギリスの音による距離測定は非常に効果的であった。イギリス軍には必ず部隊があり、アメリカ軍が参戦するとそのシステムが採用された。戦争中の功績により彼は軍事十字章を授与され^[18]、大英帝国勲章受勲者に任命された。^[19]彼は1916年6月16日、1917年1月4日、1919年7月7日の戦報にも記載されている。 ^{[20] [21] [22]}

熱線音響測距は第二次世界大戦で使用され、彼はその際民間顧問を務めた。^[23]

戦間期の1919年から1937年まで、彼はマンチェスターのヴィクトリア大学で物理学のラングワーシー教授として働き、 1937年にテディントンの国立物理学研究所の所長となった。^[24]

第二次世界大戦後、ブラッグはケンブリッジに戻り、キャベンディッシュ研究所を研究グループに分割した。彼は「理想的な研究ユニットは、6人から12人の科学者と数人の助手で構成される」と信じていた。

復員後、彼はケンブリッジで結晶学に戻った。彼らは、父親が有機結晶を研究し、息子が無機化合物を研究することで合意していた。^{[1] [4]} 1919年に家族の長年の友人であるアーネスト・ラザフォードがケンブリッジに移ると、ローレンス・ブラッグがマンチェスター・ヴィクトリア大学の物理学教授として彼に代わって就任した。彼は、元音響レンジャーを含む優秀な教授陣を採用したが、物理学の知識が乏しく、授業経験がないと考えていた。学生たちは、多くが退役軍人で、批判的で騒々しかった。彼は深く動揺したが、家族の支えもあり、気持ちを切り替えて乗り越えた。彼とRWジェームズは、反射X線の絶対エネルギーを測定し、戦前にCGダーウィンが導き出した式を検証した。^[25]今や彼らは、反射ターゲット内の電子の数を決定できるようになり、ケイ酸塩のようなより複雑な結晶の構造を解読できるようになった。それはまだ難しく、何度も推測して再試行する必要があった。 1920 年代後半には、データに フーリエ変換を適用することで分析が容易になりました。

1930 年、彼はロンドンのインペリアル カレッジからの仕事のオファーを検討しているときに、ひどく動揺しました。家族が彼を支え、1931 年にミュンヘンで研究をしながら、彼は平静を取り戻しました。

彼は1937年にテディントンの国立物理学研究所の所長に就任し^[24] 、同僚も何人か連れて来た。しかし、管理や委員会の仕事で、研究室から離れる時間が長くなった。

ラザフォードが亡くなり、選考委員会はローレンス・ブラッグをキャベンディッシュ研究所を率いるキャベンディッシュ教授の次期教授に指名した。同研究所は原子物理学で著名な歴史があり、一部のメンバーは結晶学者を警戒していたが、ブラッグは公平な管理でそれを克服した。彼は回折パターンの解釈の改善に取り組んだ。小さな結晶学グループには指導者のいない難民研究生マックス・ペルーツがいた。彼はブラッグにヘモグロビンのX線回折データを示し、巨大な生体分子の構造が解読できるかもしれないことを示唆した。ブラッグはペルーツを研究助手に任命し、数か月以内にロックフェラー財団から助成金による追加支援を得た。ペルーツが敵国人として抑留され、その後軍事研究に従事したため、この研究は第二次世界大戦中に中断された。

戦時中、キャベンディッシュはレーダーに必要な電子工学に重点を置いた短期大学院課程を提供していた。ブラッグは金属の構造に関する研究を行い、ソナーや音響測距のコンサルタントを務めたが、その際にもタッカーのマイクロフォンが使われていた。ブラッグは1941年にナイトに叙せられ、サー・ローレンスとなった。1942年に父親が亡くなった後、ブラッグは6か月間カナダの科学連絡官を務めた。また、軍事研究で広く使用されていたX線分析に関する定期的な会議も主催した。

戦後、ブラッグは国際結晶学連合の設立を主導し、初代会長に選出された。彼はキャベンディッシュ研究所をユニットに再編し、「理想的な研究ユニットは、6人から12人の科学者と数人の助手で構成され、1人以上の一流の機器整備士と、一般的な装置を組み立てられる作業場の支援を受けるユニットである」という自身の信念を反映させた。 ^[26]上級職員は、オフィス、電話、および秘書のサポートを受けるようになった。部門の範囲は、電波天文学の新しいユニットによって拡大された。ブラッグ自身の研究は、X線と電子顕微鏡の両方を使用して金属の構造に焦点を当てた。1947年、彼は医学研究会議（MRC）を説得し、タンパク質構造を決定するという「勇敢な試み」^{[27]を支援した。当初は、ペルツ、}ジョン・ケンドリュー、および2人の助手で構成されていた分子生物学研究所である。ブラッグは彼らと研究し、1960年までに彼らはミオグロビンの構造を原子レベルまで解明した。^{[28]その後、ブラッグの関与は薄れた。}ヘモグロビンの分析は、各分子にマーカーとして2つの水銀原子を組み込んだことで容易になったからである。MRCの最初の記念碑的な勝利は、ジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックによるDNAの構造解読であった。ブラッグは1953年4月8日にベルギーで行われたソルベイのタンパク質に関する会議でこの発見を発表したが、報道されることはなかった。その後、1953年5月14日木曜日にロンドンのガイ病院医学部で講演し、その結果、 1953年5月15日金曜日のロンドンのニューズ・クロニクル紙にリッチー・カルダーが「なぜあなたはあなたなのか。生命のより近い秘密」と題する記事を掲載した。ブラッグは、 1962年のノーベル生理学・医学賞にクリック、ワトソン、モーリス・ウィルキンスを推薦した。ウィルキンスの受賞は、ロンドン大学キングス・カレッジのX線結晶学者の貢献を称えるものであった。^[29]その中にはロザリンド・フランクリンもいた。彼女の「写真51 」は、DNAがライナス・ポーリングが提唱した三重らせんではなく、二重らせんであることを示した。フランクリンは、この賞（存命者にのみ授与される）が授与される前に亡くなった。

1953 年、ブラッグ夫妻はロンドンの王立研究所の常任教授用の豪華なアパートに引っ越しました。この地位は、彼の父親が亡くなったときに就いていたものです。ローレンスは 1934 年と 1961 年に王立研究所のクリスマス講演を行い、1938 年からは同研究所の自然哲学教授として毎年講演を行っていました。父親の後継者たちは研究所を弱体化させたため、ブラッグは研究所を立て直さなければなりませんでした。彼は企業スポンサーを募って財政を強化し、伝統的な金曜夜の講演の後には講演者と慎重に選ばれた後援者のためのディナー パーティーが開かれ、毎年 120 人以上が後援しました。 「1965 年の講演のうち 2 つは、特に彼を喜ばせた。5 月 7 日には、結婚と離婚に関する王立委員会 (1951-55) のメンバーであり、全国結婚ガイダンス協議会の議長でもあったブラッグ夫人が「結婚と離婚のパターンの変化」について講演し、11 月 15 日には、当時ロールスロイス社の主任科学者で、後にブルネル大学の副総長となった息子のエンジニア、スティーブンが行った「ジェット エンジンの振動と騒音」についての講演を、ブラッグは明らかに誇らしげに聞いていた。」^[30]彼はまた、この大学の特色である手の込んだデモンストレーションで活気づけられた、高く評価されている学校講演プログラムを導入した。彼は「電気」に関する講演を 3 回行った。^[31]

彼は、獲得した助成金に支えられ、地下と隣接する家にあるデイビー・ファラデー研究所で働く小グループを募集して、王立研究所で研究を続けた。研究所を訪れた人がリゾチーム酵素に重金属を挿入することに成功した。その結晶構造は、1965年にDCフィリップスと彼の同僚によって王立研究所で解明され、9,040回の反射の計算はロンドン大学のデジタルコンピュータで行われ、研究が大いに促進された。^[32]アミノ酸が鎖の中でどのように配置されているかを示す図のうち2つは、ブラッグによって描かれたものである。アミノ酸残基の約80パーセントがαヘリックス構造になっているミオグロビンとは異なり、リゾチームでは、αヘリックス含有量は、4つの主要な領域にあるアミノ酸残基の約40パーセントにすぎない。他の部分は3 ₁₀らせん構造で、これは彼らが以前に提案した構造である。^[33]この構造では、3つおきのペプチドが最初のペプチドに水素結合し、10個の原子を含む環を形成する。彼らはブラッグの75歳の誕生日に間に合うように酵素の完全な構造を完成し、彼は1966年に名誉教授となった。

その後、タンパク質構造のX線分析が盛んになり、世界中の研究室で数多くのタンパク質の構造が決定された。X線分析を使った研究で28のノーベル賞が授与された。この方法の欠点は結晶上で行わなければならないため、酵素が基質と結合したときの形状の変化を見ることができないことである。この問題は、ブラッグが始めた別の方法、すなわち改良された電子顕微鏡を使用して単一の凍結分子を画像化するクライオ電子顕微鏡の開発によって解決された。^[34]

王立研究所との長い関係の中で、彼は次のようなことを行ってきました。

• 自然哲学教授（1938年～1953年）
• フラーリアン化学教授、1954-1966
• 下院議長（1954年～1966年）
• デイビー・ファラデー研究所所長（1954年～1966年）
• 王立研究所所長、1965-1966年
• 名誉教授、1966 ～ 1971 年

1921年にブラッグは、戦争で亡くなった友人のいとこであるアリス・ホプキンソン（1899–1989）と結婚した。二人の間には、エンジニアのスティーブン・ローレンス（1923–2014）、デイビッド・ウィリアム（1926–2005）、マーガレット・アリス（1931–2022）（外交官のマーク・ヒースと結婚）、ペイシェンス・メアリー（1935–2020）の4人の子供がいた。アリスは、ブラッグが1937年に国立物理学研究所の所長に任命されるまで、ウィジントン女子校の職員であった。 ^[24]彼女はいくつかの公的機関で活動し、1945年から1946年まで ケンブリッジ市長を務めた。

ブラッグの趣味は絵を描くこと（家族の手紙には生き生きとしたスケッチが添えられていた）、絵画、文学、そして生涯にわたる園芸への関心であった。^[35]ロンドンに移ったとき、庭が恋しくなり、雇い主に気づかれないままパートタイムの庭師として働いたが、家の客が彼がそこにいるのを見て驚いたという。^{[36]彼はサフォーク}州イプスウィッチのウォルドリングフィールドの自宅近くの病院で亡くなった。彼はケンブリッジのトリニティ・カレッジに埋葬され、息子のデイヴィッドはケンブリッジのアセンション教区墓地に埋葬されている。そこには、ブラッグの友人で、生きていれば義理の兄弟になっていたルドルフ・セシル・ホプキンソンも埋葬されている。

2013年8月、ブラッグの親戚でアナウンサーのメルヴィン・ブラッグは、1915年のノーベル物理学賞受賞者に関するBBCラジオ4の番組（「ブラッグ・オン・ザ・ブラッグス」）を司会した。^{[37] [38]}

ブラッグは1921年に王立協会会員に選出された^[1] 。これは「他の資格を無意味にする資格」である。^[39]彼は1941年の新年叙勲でジョージ6世からナイトの称号を授かり、 ^[40]コプリー・メダルと王立協会ロイヤル・メダルを授与された。 グレアム・ハンターはブラッグの著書『光は使者』の中で、彼は物理学者というより結晶学者であると主張したが、ブラッグの生涯にわたる活動はそうではないことを示している。彼は何よりも物理学者であった。そのため、1939年から1943年まで、彼はロンドンの物理学研究所の所長を務めた。 ^[8] 1967年の新年叙勲では、エリザベス2世女王から名誉勲章を授与された。^[41]

1967年以来、オーストラリア物理学会はローレンス・ブラッグメダルと賞を授与しています。さらに1992年以来、オーストラリア物理学会は、オーストラリアの大学の学生による最優秀博士論文に対して、ローレンス・ブラッグ（メダルの前列）と彼の父ウィリアム・ブラッグを記念して、物理学における優秀性に対するブラッグ金メダル^[42]を授与しています。

• ノーベル賞 (1915)
• マテウチ勲章（1915年）
• ヒューズメダル（1931年）
• ロイヤルメダル（1946年）
• ガスリー講演（1952年）
• コプリー賞（1966年）

南オーストラリア州議会のブラッグ選挙区は1970年に創設され、ウィリアム・ブラッグとローレンス・ブラッグの両者にちなんで名付けられました。

• ノーベル物理学賞受賞者一覧
• 第一次世界大戦の戦術砲兵用語
• チューブ合金

• ハンター、グレアム（2004年）。『光は使者、ウィリアム・ローレンス・ブラッグの生涯と科学』オックスフォード：オックスフォード大学出版局。ISBN 0-19-852921-X。
• フィンチ、ジョン (2008)。『各階にノーベルフェロー』医学研究評議会。ISBN 978-1-84046-940-0。(この本はケンブリッジのMRC分子生物学研究所に関するものです。)
• リドリー、マット(2006)。フランシス・クリック: 遺伝暗号の発見者。著名人の生涯。ハーパーコリンズ。ISBN 0-06-082333-X。
• ジェンキン、ジョン（2008年）。ウィリアムとローレンス・ブラッグ、『父と息子：科学における最も驚くべきコラボレーション』。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。

• ウィキメディア・コモンズのウィリアム・ローレンス・ブラッグに関連するメディア
• DNAに関する最初の報道
• Nobelprize.org – 1915 年のノーベル物理学賞
• Nobelprize.org のローレンス・ブラッグ1922年9月6日のノーベル賞受賞講演「結晶によるX線の回折」を含む
• ブラッグとライナス・ポーリングの構造化学研究に関連するデジタル化された資料のコレクション。
• 主な参加者: ウィリアム・ローレンス・ブラッグ卿 –ライナス・ポーリングと DNA をめぐる競争: ドキュメンタリー史
• NOVA写真エピソード51
• 1969 年 6 月 20 日のウィリアム ローレンス ブラッグとのオーラル ヒストリー インタビューの記録、アメリカ物理学会、ニールス ボーア図書館およびアーカイブ
• ブラッグ、ローレンス（サー）（1890–1971）オーストラリア国立図書館、 Trove、ウィリアム・ローレンス・ブラッグの人物と組織の記録
• 物事の本質：油、石鹸、洗剤、Ri Channel ビデオ、1959 年 11 月
• 物事の本質：原子と分子、Ri Channel ビデオ、1959 年 10 月
• 物事の本質：固体、液体、気体、Ri Channel ビデオ、1959 年 11 月
• ロンドンのナショナル・ポートレート・ギャラリーにあるローレンス・ブラッグの肖像画