Los Rayos X de Wilhem Röntgen

Esta imagen pertenece a Profesor Global

Wilhem Röntgen, uno de los físicos protagonistas del siglo XX, nació hace 115 años. Röntgen descubrió los rayos que se conviertieron en el boom de inicio del siglo pasado. El 22 de diciembre de 1895 sacó la primera radiografía, lo que le valió en 1901 el Nobel de física por descubrir los rayos X.

Su vida comenzó el 27 de marzo de 1845 en Alemania. Hijo de un textilero, vivió primero en la antigua Prusia y tres años más tarde se mudó con su familia a Holanda. A sus 16 años entró en la Escuela Técnica de Utretch. A los dos años, fue expulsado de la institución porque se le culpó de hacer una caricatura de un maestro y no quiso delatar al responsable.  

El castigo también le impidió entrar a cualquier escuela alemana y holandesa, perdiendo a su vez la oportunidad de entrar a la universidad.

Cuatro años después, en Zurich  logró estudiar ingeniería mecánica, se graduó en 1869. Trabajó en laboratorio de física experimental como asistente de su profesor August Kundt. Al poco tiempo se fueron a la Universidad de Würzburg, pero volvieron a cambiarse porque Röntgen no pudo ser profesor porque reprobó los exámenes de latín y griego que pedían.

Finalmente en 1874 se convirtió en académico dentro de la Universidad de Estrasburgo. Sus investigaciones se centraron en el calor particular de los gases, conductividad térmica por los cristales y la rotación del plano de polarización de la luz por los cristales.

Para 1879 fue profesor y director del Instituto de Física de la Universidad Hessian-Ludwigs, en Giessen. Su labor científica aquí se concentró en la relación de la luz con la electricidad. A sus 43 años su reputación fue tal como científico y maestro que la institución que lo expulsó le ofreció una cátedra de física, la cual rechazó.

Regresó a la Universidad de Würzwug por una vacante de maestro de física. Su investigación continúo con los efectos de la presión en las propiedades de la materia sólida o líquida. Cuando se convirtió en rector de la Universidad pudo trabajar en otras áreas ajenas a la física.

Los físicos de momento se concentraban en estudiar las desconocidas propiedades de los rayos catódicos, es decir, las corrientes de electrones en tubos de vidrio con vacío y electrodos en su interior.

 Wilhem Röntgen pasó a la historia el 8 de noviembre de 1895 cuando experimentaba con uno de esos tubos de Lenard. Un extremo del tubo estaba tapado con cartón cuando el físico observó que una cercana pantalla de cartón pintada de platinocianuro de bario brillaba fluorescente si el tuvo se acercaba.

Este fenómeno le extraño al físico, quien no se explicaba cómo era posible que la radiación del tubo llegará a la pantalla si estaba cubierto por un cartón. Para comprobar lo sucedido preparó otro experimento.

Colocó otro tubo más grueso cubierto de cartón pintado de negro, para que absorbiera toda la radiación posible. Tapó todas las ventanas y todos los accesos de luz para que no se mezclara con otro tipo de rayos. Finalmente, volvió a acercar el tubo a la pantalla y ésta volvió a iluminarse.

Röntgen se dio cuenta que estos rayos invisibles habían atravesado el cartón. Se dedicó todo el fin de semana a repetir el experimento con diferentes materiales. Sus rayos desconocidos o X traspasaron madera, y paredes. Sólo parecían detenerse ante el plomo y metales densos con espesor responsable.

Con unas pesas metálicas en medio del tubo y la pantalla. Las pesas absorbieron los rayos, no alcanzaron a llegar a la placa y sólo plasmaron su silueta en la placa.

La mano de su esposa fue la primera radiografía. El 22 de diciembre ella colocó su mano sobre la placa fotográfica mientras Röntgen manipulaba los rayos. Expuso la mano de su mujer y la placa a la radiación por 15 minutos. Hasta que su mano quedo plasmada en el papel.

A finales del año, 28 de diciembre, entregó su trabajo: “Sobre una nueva clase de rayos. Comunicación preliminar”, al secretario de la Sociedad Física y Médica de Würzwurg. Su investigación explicaba las propiedades de los rayos X, la forma de producirlos al chocar electrones contra el metal en el extremo del tubo y como hacer radiografías.

El artículo fue publicado en los días siguientes y ocupó un espacio en todos los periódicos lo que ocasionó un alto impacto en la sociedad. Después Wilhem envió en febrero de 1986 una radiografía de un brazo fracturado al British Medical Journal, publicado en el mismo mes se demostró la eficiencia del descubrimiento para facilitar el diagnóstico médico. 

Reconoció que su trabajo fue el resultado de basarse en las investigaciones de  los científicos J. Plucker (1801-1868), J. W. Hittorf (1824-1914), C. F. Varley (1828-1883), E. Goldstein (1850-1931), Sir William Crookes (1832-1919), H. Hertz (1857-1894) and Ph. von Lenard (1862-1947).

En 1900, Röntgen  aceptó el cargo de profesor en la Universidad de Munich, donde permaneció hasta su muerte. Su labor administrativa aumentó, lo que redujo su investigación. En los siguientes 21 años sólo alcanzó a publicar siete artículos científicos sobre conductividad eléctrica, las radiaciones, propiedades físicas de los cristales, etc.

Los reconocimientos científicos como la Medalla Rumford de la Sociedad Real  de Londrés y el grado honorario de Doctor en Medicina por la Universidad de Würzburg llegaron paulatinamente.

La Real Academia Sueca de las Ciencias le otorgó a Wilhem Röntgen el Nobel de física el 10 de diciembre de 1901 por su descubrimiento de unos rayos X a los que calificaron como una nueva forma de energía  que se propaga en línea recta igual a la luz. El premio económico lo destinó a la Universidad para apoyar a la investigación.

Varias empresas económicamente importantes lo llamaron para que patentara con ellos su invento. Röntgen rechazó su invitación porque la tradición de la universidad marcaba que los descubrimientos por sus científicos pertenecen a la humanidad y no pueden ser patentados, controlados o limitados. De igual se negó a aceptar un título que le habría significado pertenecer a la nobleza.

Con la primera guerra mundial (1914), Rontgen y su familia se trasladaron a una casa de campo en los Alpes bávaros. Su esposa murió en 1919 y la guerra acabó con su fortuna. Dejó la cátedra y empezó a enfermarse. Falleció el 10 de febrero de 1923 de cáncer intestinal.

Después del hallazgo de los rayos X, se volvieron tan famosos que se sacaban radiografías por gusto en los lugares públicos. Cuando se descubrió que ocasionaban cáncer se restringieron únicamente para fines médicos.

Su trabajo permitió que la medicina desarrollara la radiología, lo que afirma la necesidad de invertir en ciencia básica y de frontera.

Cinco años después de su muerte se creó en su nombre la medida Röntgen. La cual mide los rayos gamma o X, pero sólo en el aire. La ventaja de esta medida es que muy fácil de usar en forma directa por solo evalúa la ionización  existente en las moléculas de una masa de aire.

La ionización es un proceso en el que se producen iones, es decir, átomos o moléculas cargadas eléctricamente gracias al exceso o la falta de electrones respecto a un átomo o molécula neutra.

Rayos X

A la fecha se desconoce la constitución de esta radiación. Sin embargo, algún día los estudios brindarán grandes avances. Además de su importancia en el diagnóstico médico, los rayos X sirven para tratar padecimientos cutáneos graves como el lupus.

Los rayos transportan energía. La unidad mínima de energía se llama fotón. Sin embargo, los rayos son diferentes porque tienen frecuencias distintas. Por ejemplo, los fotones de la luz visible son más pequeños y contienen menor energía que los rayos X. Nuestros ojos no perciben los rayos x porque sólo podemos codificar los rayos de luz visible.

Por lo tanto, si quisiera usted trasladar cierta cantidad de energía usaría muchos fotones de luz visible y pocos de rayos X. Los fotones de luz visible no tienen tanta energía porque cuando alcanza los objetos son absorbidos por los átomos y reflejan el color que vemos.

Mientras que los rayos X tienen tanta energía que al ser absorbidos por los átomos de los objetos emiten otro fotón que lo más probable continuará la línea del primero. Su energía le permite continuar su camino y abrirse paso entre los átomos de los objetos que no sean de materiales densos como el plomo.

No obstante, llegará el momento en que los rayos sean absorbidos por los átomos. Los materiales densos tienen muchos átomos lo que limita que los fotones X continúen su ruta original. 

Aunque los fotones X y de luz visible viajan a la velocidad de 300 mil kilómetros por segundo. Los primeros nos hacen daño porque cuando impactan con los átomos, vibran mucho y generan tal calor que pueden generar quemaduras graves.

Pero lo más grave, es que al igual que los rayos ultravioletas, los rayos x tienen radiaciones ionizantes. Es decir, que estos rayos tienen la capacidad de dañar las células de nuestro cuerpo al romper enlaces y crear nuevos dentro del ADN, lo que puede concluir en cáncer si la información genética errónea pasa a las siguientes generaciones.

Por eso es importante no someterse a ellos sin la supervisión de un especialista. En el caso de las radiografías la intensidad de estos fotones es muy pequeña para evitar problemas en un futuro. Sin embargo, las mujeres embarazadas tienen estrictamente prohibido acercarse a ellos por el alto riesgo de afectar la información genética de su hijo.

Los rayos X son tan pocos comunes porque su origen está en el universo, donde la energía es enorme. Las estrellas como las supernovas tienen tal brutalidad de energía que son fuente primordial de los rayos X. La energía es tal que siglos después del colapso de las estrellas la nube de gas sigue generando rayos X por mucho tiempo más.

De igual forma, el gas y polvo de las galaxias cuando se concentran en una región y se comprimen genera que la temperatura aumente muchísimo y origine rayos X.

Nuestro Sol también emite rayos X, inclusive en la Luna se aprecian las frecuencias X que refleja del astro. La mayoría de ellos provienen de la corona de la estrella y son absorbidos por las capas altas de nuestra atmósfera.

Wilhem Röntgen logró producir los rayos x al impactar los electrones del tubo de vació con un metal. La aceleración se generaba al frenar los electrones de  forma violenta, creaba la radiación X. Para verlo con mayor detalle, observe el siguiente video:

 

Con información de El Tamiz e Historia de la medicina.

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Published in: on mayo 17, 2010 at 5:43 pm  Comments (1)  
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One CommentDeja un comentario

  1. Seguimos al tanto Ana
    MUCHAS GRACIAS.


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