Tijdens de Eerste Wereldoorlog, William Lawrence Bragg leidde een team van ingenieurs bij de ontwikkeling van een akoestische methode om vijandelijke artillerie te lokaliseren, werk dat zo succesvol was dat het al snel op grote schaal werd gebruikt door het hele Britse leger.

De methode, bekend als klankbereik, werd ook geadopteerd door het Amerikaanse leger toen ze zich bij de oorlog voegden, en verdiende Bragg een militaire onderscheiding van de Britse strijdkrachten.

Het verhaal van Bragg zal worden gepresenteerd op de 177e bijeenkomst van de Acoustical Society of America door ASA Fellow Dan Costley, een onderzoeker in geluid, variërend met het US Army Engineer Research and Development Center.

De ASA-bijeenkomst loopt van 13-17 mei, in het Galt House in Louisville, Kentucky.

1914, twee onderzoekers in Parijs waren begonnen te werken aan het idee dat het verschil in de tijd dat het geluid arriveerde, kon worden gebruikt om artilleriebatterijen nauwkeurig te lokaliseren:Charles Nordmann, een astronoom, en Lucien Bull, een medisch onderzoeker die op dat moment werkte aan een methode om hartslagen vast te leggen.

Het paar had al experimenten uitgevoerd in de bossen bij Parijs, toen de in Australië geboren Bragg in 1915 van zijn post in de Britse cavalerie werd verplaatst om aan het probleem te werken.

In de daaropvolgende jaren bouwde Bragg een team op dat de techniek verbeterde totdat het in staat was de locatie van vijandelijke kanonnen tot op 10 meter nauwkeurig te bepalen.

"Het is indrukwekkend hoe ze innoveerden en problemen oplosten, ' zei Costley.

Enkele van hun creatieve innovaties waren het inpakken van de microfoon in camouflagegaas om windgeruis te verminderen en het veranderen van een munitiedoos in een microfoon die goed was afgestemd op de lage frequenties van de artillerie-explosies.

De nieuwe Tucker-microfoon, genoemd naar zijn uitvinder William Tucker, een lid van Bragg's team en fysicus van de Universiteit van Londen, was een grote vooruitgang voor het systeem.

Een verwarmde platinadraad over de opening van de munitiekist was het actieve element. De resonantie van laagfrequente knallen verstoorde de lucht rond de draad, het koelen, het veranderen van de weerstand en het creëren van de signaalpuls.

In tegenstelling tot de vorige koolstofmicrofoons, het kon onderscheid maken tussen de lanceringsexplosie van het kanon en de sonische knal die het voortbracht terwijl het over zijn hoofd reisde, en zelfs onderscheid te maken tussen de soorten artillerie.

Een andere innovatie was de "harp" galvanometer:de snaren waren een reeks koperdraden tussen magneten, elk verbonden met afzonderlijke microfoons verborgen over een kilometer of meer in beide richtingen.

Toen er een elektrisch signaal uit de microfoons kwam, de stroom zou ervoor zorgen dat de draad beweegt vanwege de interactie met het magnetische veld. Een continu filmrolletje onder de draden legde de exacte timing van de puls van elke microfoon veel nauwkeuriger vast dan eerdere methoden op basis van menselijke observaties - een benadering die de Duitsers tot het einde van de oorlog gebruikten.

Slechts enkele minuten na de aanval kon de film worden ontwikkeld en konden de berekeningen worden voltooid om de locatie van de vijand te onthullen.

"Mensen hebben de films gedigitaliseerd en kunnen ze afspelen - je kunt de kanonnen horen, ' zei Costley.

Uiteindelijk was het succes van de groep te danken aan het wetenschappelijke leiderschap van Bragg, legde Costley uit. Hij was vertrouwd met samenwerken, met zijn vader gewerkt, Willem Hendrik Bragg, op röntgendiffractie. De inzichten van het paar in röntgenstralen leverden hen in 1915 de Nobelprijs voor natuurkunde op. William Lawrence Bragg was toen 25 jaar oud en is nog steeds de jongste persoon die de Nobelprijs voor natuurkunde heeft gewonnen.

"Bragg moedigde de innovatie aan die veel van de praktische problemen oploste. Hij was echt goed in het geven van eer aan mensen in zijn team, ' zei Costley.