1. Les rayons X sont créés par un rayonnement provenant d’électrons.
Les rayons X sont un type de lumière. Lorsqu’ils ont été excités, les atomes émettent des paquets d’énergie appelés photons. Ceux-ci composent toutes sortes de lumière. Les rayons X sont des photons particulièrement énergétiques qui sont émis par des électrons à l’extérieur du noyau.
2. Les rayons X sont utilisés pour examiner des structures particulièrement minuscules car elles ont une longueur d’onde plus courte que la lumière visible.
Les longueurs d’onde les plus courtes de la lumière visible — ce que nous voyons comme violet — mesurent environ 400 nanomètres. Par comparaison, les rayons X mous ont des longueurs d’onde autour d’un nanomètre et les rayons X durs ont des longueurs d’onde d’une fraction de nanomètre. (Vos ongles poussent environ un nanomètre par seconde.) Il est impossible de voir des structures plus petites que la longueur d’onde de la forme de lumière utilisée, les scientifiques doivent donc utiliser des impulsions de courte longueur d’onde pour analyser les matériaux à l’échelle atomique.
3. Il y a une grande différence entre les rayons X « mous » et « durs ».
Les rayons X mous transportent beaucoup moins d’énergie que les rayons X durs, et sont pour cette raison plus facilement absorbés par l’air et en particulier par d’autres milieux. Dans l’eau, la majorité des photons de rayons X mous seront absorbés avant même d’avoir parcouru un millionième de mètre. Les médecins et les scientifiques utilisent des rayons X durs pour examiner les os cassés ou pour étudier les propriétés atomiques des matériaux solides.
4. Les rayons X ont été découverts par accident.
Les rayons X, initialement nommés rayons de Röntgen, ont été découverts en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Röntgen. Röntgen avait fait des expériences avec des rayons cathodiques — des flux d’électrons dans des tubes à vide. Il avait préparé un tube cathodique en verre entièrement recouvert de carton noir et remarqua que même si le carton recouvrait complètement le tube, une lueur apparaissait toujours sur un écran fluorescent à plusieurs mètres de distance. Après que Röntgen eut préparé l’une des premières images radiographiques des os dans la main de sa femme, elle remarqua: « Maintenant, j’ai vu ma mort! »
5. Les rayons X ont été utilisés pour découvrir la structure double hélicoïdale de l’ADN.
Bien que James Watson et Francis Crick soient généralement crédités de la découverte de la structure de l’ADN, leur percée n’aurait pas été possible sans la cristallographie aux rayons X réalisée par la chimiste Rosalind Franklin. La cristallographie aux rayons X consiste à frapper la surface d’un cristal avec des rayons X, puis à regarder le motif de « diffusion » généré en conséquence. En travaillant mathématiquement à l’envers, les scientifiques peuvent reconstruire la structure de petites molécules à partir de ces motifs complexes.
6. Des rayons X particulièrement puissants sont produits par de grands accélérateurs de particules qui peuvent s’étirer sur des kilomètres.
Les rayons X les plus brillants que les scientifiques américains utilisent aujourd’hui pour leurs expériences sont produits dans de grandes « sources de lumière » situées dans des laboratoires nationaux. La source de photons avancée d’Argonne représente un exemple de source de lumière synchrotron – un grand anneau qui utilise des aimants pour maintenir les électrons se déplaçant à une vitesse proche de la vitesse de la lumière autour d’un anneau d’un kilomètre de long. Lorsque les électrons se déplacent autour de l’anneau, ils émettent de l’énergie sous la forme de rayons X brillants à haute énergie.
7. Il est possible de combiner des rayons X avec des microscopes.
La microscopie à rayons X ne ressemble pas vraiment à la microscopie optique que la plupart d’entre nous connaissent depuis le lycée. Parce que les rayons X sont invisibles à l’œil humain, les scientifiques utilisant un microscope à rayons X exposent un film ou utilisent un détecteur de rayons X pour absorber les rayons X qui traversent les échantillons. Ensuite, ils analysent les résultats de ces expositions pour créer une image.
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