La importancia de los rayos X

Hace 160 000 años murió un niño en el norte de África y su mandíbula fue hallada hace unos años bien conservada en Jebel Irhoud, una cueva de Marruecos donde se han hecho hallazgos arqueológicos significativos. Sorprendentemente, se sabe que el niño murió cuanto tenía unos 2839 días. Y lo sabemos porque los dientes humanos crecen con microscópicos incrementos de esmalte diarios, que pueden verse claramente en una microtomografía de rayos X del diente del niño.

En realidad, este tipo de tomografías es uno de los métodos más precisos hasta la fecha para identificar cambios graduales en el registro fósil humano; y estos cambios son cruciales para comprender los orígenes de la anatomía actual. La reconstrucción tomográfica de un fósil es solo uno de los múltiples ejemplos en los que los métodos de rayos X pueden determinar de forma no destructiva y con gran detalle la composición estructural o química de los materiales.

Otros ejemplos incluyen el descubrimiento de pinturas escondidas bajo famosas obras maestras y de pruebas matemáticas escritas con tinta ya desvanecida en el Palimpsesto de Arquímedes; el seguimiento del movimiento migratorio de los peces mediante la medida de la acumulación de metales en sus otolitos; y el análisis de la madera para determinar las fechas de famosas erupciones volcánicas.

Radiografía de la mano de Albert von Kölliker
tomada por Wilhelm Röntgen en 1896. (Foto
original de W. Röntgen; versión actual creada
por Old Moonraker).

Los métodos modernos de rayos X también abarcan fenómenos transitorios tan diferentes como insectos tragando y respirando en tiempo real, electromigración en nanocables, rápidas transiciones de fase, turbulencia en microrreactores y ondas de choque en gases.

En todos estos casos, el detector de rayos X pone el límite a lo que se puede hacer. Idealmente, los detectores deberían ofrecer una alta resolución espacial, temporal y energética. Pero en la práctica tienen que ser diseñados para optimizar la resolución de algunos aspectos, a menudo a costa de la resolución de otros.

Además, aunque los detectores de rayos X han mejorado por regla general en los últimos años, en gran parte gracias a mejoras en los sistemas electrónicos, no han avanzado al mismo ritmo que las fuentes y la óptica de los rayos X. Cuando Wilhelm Röntgen investigó por primera vez los rayos X en 1895, usó un tubo de Crookes para generarlos y emulsiones de película fotográfica para registrarlos; la fotografía de la mano de su mujer es un ejemplo famoso. Los tubos de Crookes ya no se usan, pero las emulsiones fotográficas siguen con nosotros.

La utilidad de los rayos X hace que el desarrollo de los detectores no se haya estancado, sino que aún se siguen mejorando guiados por la necesidad de mayores resoluciones en algunos aspectos de la medida.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/65/12/10.1063/PT.3.1819