晶体学101

如果有一个理想的时间国际晶体学年,你认为应该是2013。100年前威廉·布拉格和他的儿子劳伦斯首先表明,x射线反射的模式从一个水晶编码组成原子的空间坐标。60年前,这个发现的成果被使用詹姆斯沃森和弗朗西斯·克里克推导出DNA的分子结构。

夸耀的权利

但谁知道这些决策是如何工作的呢?2013年是相反的联合国国际水年合作(及时但乐观,事件已经证明),和晶体学必须等到明年。但是一个也可以证明:它是在1914年马克斯·冯·劳厄被授予诺贝尔物理学奖的发现x射线衍射晶体。对于这个问题,2015年也是一个选择,因为这是纪念布拉格的诺贝尔为发展中劳厄的发现为无疑是最重要的技术在所有科学的量子结构的决心。这些连续奖励自己证明晶体学的直接和深远的影响。联合国宣称,只有一点诗意的牌照,不少于28科学家获得诺贝尔奖已经使用该技术。当然,没有它,我们无法知道我们现在了解分子生物学,高温超导材料和地球物理等。

事实上,关于x射线晶体学也许是最引人注目的是在100年的存在其意义只有增加。引人注目的方法在量子理论的成熟和遗传学之前开发的(这涉及到这两个学科)。这是典型的“小科学”,这取决于手工装置操纵由和布拉格-更不用说劳伦斯的依赖善意剑桥大学的矿物学示威者,借给他一颗钻石的实验的严格指令矿物学教授。

实际上,当他成为头在剑桥大学的卡文迪什实验室里,劳伦斯培养晶体学特别感兴趣,因为他认为这是一个领域的著名然而适度的实验室可以在世界舞台上竞争没有资源然后开始流入大型粒子对撞机的物理学。沃森和克里克决定得到了回报,尽管布拉格曾禁止年轻的一对在DNA的早期模型被证明是错误的。(布拉格与克里克的互动,他似乎觉得他更了解布拉格x射线晶体学比自己,几乎没有帮助。)

水晶球

具有讽刺意味的是,大物理学提供晶体学的赏金,形式的同步加速器的x射线源。

这些特别明亮光束使结构更小的样品,测定和缩短数据收集时间解决超快过程。自由电子激光器更加美好的数量级,提供功率密度超过1016 W /厘米²。亮度,加上这么短脉冲衍射图案可以收集在强烈的辐射下的样品分解之前,意味着单分子的结晶学开始看起来可行¹——纳米晶体²和个人巨大的病毒³这种方式已经被研究过。

在天平的另一端,同步消息人士对蛋白质进行衍射生活的动物,体内解决构象变化。⁴与此同时,先进的计算可以研究系统更大的复杂性,从整个多分子的生物组件⁵无机材料的爪结构细化。⁶

怀疑论者可能会问什么,这一切都已经发生,一个国际晶体学将年参加晚会。立即的回答是推出一个新的开放获取期刊,IUCrJ通过晶体学的国际联盟(IUCr)。但也许这一领域的真正的跨学科性质,使得它特别恰当的关注联合国教育、科学及文化组织(联合国教科文组织)进一步促进国家之间的合作的议程,特别是提高可视性和欠发达国家的参与。晶体结构的审美维度也使它成为一个好的工具促进科学和艺术之间的相互作用。

,但是它仍然是一个尖端技术,结晶学是根简单任何人理解,甚至进行,这就是为什么它提供教育机会;IUCr计划访问学校在非洲、南美洲和亚洲在2014年。应该是极不平凡的一年。