En la primavera de 1912, en Múnich, Max von Laue tiene la idea de hacer pasar un haz de rayos X a través de un cristal, razonando que si los rayos X son ondas electromagnéticas de longitud de onda muy corta y los cristales son redes atómicas tridimensionales regulares, el cristal debería actuar como una rejilla de difracción natural. Walter Friedrich, ayudante de Arnold Sommerfeld, y Paul Knipping, estudiante de doctorado, ejecutan el experimento: el 8 de junio de 1912 comunican a la Academia Bávara de Ciencias que la irradiación de un cristal de sulfato de cobre con rayos X produce un patrón regular de puntos oscuros sobre una placa fotográfica. El resultado demuestra de forma simultánea que los rayos X son ondas electromagnéticas y que los átomos de un cristal están dispuestos en una red espacial regular, resolviendo dos preguntas abiertas de la física con un único experimento. La noticia llega en julio de 1912 a William Henry Bragg, catedrático de física en Leeds, y a su hijo William Lawrence Bragg, entonces estudiante de 22 años en Cambridge. El hijo reinterpreta el fenómeno de Laue de una forma mucho más simple: los rayos X no se difractan de manera difusa por la red, sino que se reflejan especularmente en planos sucesivos de átomos dentro del cristal, igual que la luz se refleja en espejos paralelos. Esta idea, presentada el 11 de noviembre de 1912 ante la Cambridge Philosophical Society, se formaliza en la ecuación que hoy se conoce como ley de Bragg (nλ = 2d sen θ), publicada conjuntamente por padre e hijo en 1913. Mientras el hijo toma fotografías de difracción de Laue de cristales de haluros alcalinos en Cambridge, el padre diseña en Leeds el primer espectrómetro de rayos X —una cámara de ionización que sustituye a la placa fotográfica y permite medir con precisión la intensidad de cada haz reflejado—, el prototipo de todos los difractómetros de rayos X modernos. En abril de 1913 registran juntos los primeros espectros de rayos X, y antes de que termine el año logran determinar la estructura atómica del cloruro de sodio, la pirita y otros cristales sencillos, reduciendo el análisis de estructuras cristalinas a un procedimiento técnico estándar. Ninguna de las tres piezas —la idea teórica de Laue, la verificación experimental de Friedrich y Knipping, y la reinterpretación más el instrumento de los Bragg— constituye por separado el método completo de la cristalografía de rayos X: la teoría de Laue sin la confirmación experimental habría quedado sin probar; el experimento sin la ley de Bragg habría producido patrones sin interpretación posible; y la ley de Bragg sin el espectrómetro de W. H. Bragg habría carecido de instrumento de medida preciso. Juntas, en el espacio de poco más de un año, las tres piezas fundan la cristalografía de rayos X, técnica que después permitirá determinar la estructura del ADN, de las proteínas y de prácticamente toda la materia condensada conocida.