1913년물리학
브래그 법칙 — X선으로 결정 구조를 읽다
윌리엄 로렌스 브래그가 결정격자 면에서 X선이 보강 간섭하는 조건을 nλ = 2d sinθ로 기술했다. 아버지 윌리엄 헨리 브래그와 함께 X선 결정학의 기초를 놓아 1915년 노벨 물리학상을 공동 수상했다.
“스물두 살 청년이 유도한 한 줄 공식이 원자 세계의 사진기가 됐다.”
이야기의 시작
원자를 눈으로 볼 수 없다면 X선의 반사 패턴으로 그 배열을 추론하면 된다.
발견 전
폰 라우에가 1912년 X선이 결정에서 회절함을 보여 가능성을 열었지만, 패턴을 원자 위치로 번역하는 정량적 법칙이 없었다.
질문
어떤 각도에서 X선이 결정면에 반사될 때 보강 간섭이 일어날까?
발견
22세의 로렌스 브래그는 인접한 결정면에서 반사된 X선의 경로차가 파장의 정수배일 때 보강 간섭이 생긴다는 조건 nλ = 2d sinθ를 유도했다.
당시 반응
폰 라우에 패턴을 정확히 예측하자 물리학계는 환호했고, 결정 구조를 결정하는 실용적 방법이 탄생했다.
세상이 바뀐 점
이 법칙으로 DNA 이중나선·단백질·광물·금속 구조가 밝혀졌다. 현대 재료과학과 생화학의 핵심 분석 도구가 됐다.
오늘날
X선 결정학은 지금도 신약 개발과 신소재 연구의 표준 분석법으로, 단백질 데이터 뱅크에는 20만 개 이상의 구조가 등록돼 있다.