Eureka!

Cada any la UNESCO es bolca en una disciplina científica, convertint aquell en “el seu any”. 2014 és l’Any Internacional de la Cristal·lografia, aprofitant que enguany es commemoren 100 anys de la concessió del premi Nobel de física a Max Von Laue en reconeixement a l’experiment que va impulsar la cristal·lografia moderna.

Max Von Laue, 1912

Per increïble que ens pugui semblar ara, a principis del segle XX no tots els físics creien en l’existència dels àtoms. La composició de la matèria era fruit d’un intens debat entre dos models oposats: el dels atomistes i el dels energetistes. Paral·lelament, des del 1895 la física de les radiacions s’escarrassava amb uns rajos tan misteriosos que el seu descobridor, Wilhelm Röntgen, els havia anomenat X i que, segons alguns, podrien ser simplement un nou tipus d’ona electromagnètica.

En aquest context és on hem de situar l’experiment que Max Von Laue va dur a terme l’any 1912. Laue va idear un experiment que podria donar suport alhora a dues d’aquestes teories. Va bombardejar uns cristalls de clorur sòdic amb rajos X des de diferents angles i va fotografia l’espectre que en resultava. Abans havia calculat el patró d’interferències que es produiria en el cas que els rajos X fossin ones electromagnètiques i els cristalls estructures regulars d’àtoms i, un cop fet l’experiment, va comparar el resultat obtingut amb el patró teòric que havia calculat a priori. Eren idèntics. Amb un sol experiment, Max Von Laue va aportar un argument de pes a favor de la teoria atòmica de la matèria i de l’explicació dels rajos X com ones electromagnètiques d’alta energia. Les implicacions i la importància de les conclusions d’aquest experiment eren tan clares que l’Acadèmia Nobel només va trigar 2 anys a concedir-li el seu premi. Tot un rècord.

Rosalind Franklin, 1952

Amb el seu experiment, Laue va obrir un nou camí per a la física de l’estat sòlid de la que la cristal·lografia n’és només una branca, com ho és també l’electrònica. L’ús de la difracció de rajos X en l’estudi d’estructures regulars ha estat clau en descobriments en camps aparentment tan allunyats de la física com ara l’estructura de l’ADN, un descobriment en el que van resultar decisius els experiments de Rosalind Franklin.

Johannes Kepler, 1611

Els orígens de la cristal·lografia, però, es remunten a principis del segle XVII. Kepler ha passat a la història fonamentalment per la seva aportació matemàtica a l’astronomia. La formulació de les seves 3 lleis van ser decisives per al reconeixement del model copernicà que desplaçava el centre de l’univers de la Terra al Sol, i a ell devem l’observació que planetes i satèl·lits no es mouen en òrbites circulars sinó el·líptiques.

Amb tot, aquesta és només una de les vessants d’un home polifacètic com pocs, i a qui podem considerar el pare de la cristal·lografia gràcies als seus estudis sobre el creixement dels flocs de neu. Uns estudis que va recopilar en un petit document (“Strena, seu de Nive Sexangula”) que va enviar com a nadala als seus amics. Era l’any 1611, i durant més de 200 anys aquesta nadala va ser un tractat de referència de la mineralogia.