vie nov 8, 1895 a Presente
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Los rayos X, o radiación X, son una forma penetrante de radiación electromagnética de alta energía. La mayoría de los rayos X tienen una longitud de onda que oscila entre 10 picómetros y 10 nanómetros, lo que corresponde a frecuencias en el rango de 30 petahertz a 30 exahertz (3×1015 Hz a 3×1018 Hz) y energías en el rango de 124 eV a 124 keV.
Se considera que el primer experimentador en haber producido (sin saberlo) rayos X fue el actuario William Morgan. En 1785 presentó un artículo a la Royal Society de Londres describiendo los efectos de hacer pasar corrientes eléctricas a través de un tubo de vidrio parcialmente evacuado, produciendo un resplandor creado por rayos X. Este trabajo fue explorado más a fondo por Humphry Davy y su asistente Michael Faraday.
Antes de su descubrimiento en 1895, los rayos X eran solo un tipo de radiación no identificada que emanaba de tubos de descarga experimentales. Fueron notados por científicos que investigaban los rayos catódicos producidos por dichos tubos, que son haces de electrones energéticos observados por primera vez en 1869.
Muchos de los primeros tubos de Crookes (inventados alrededor de 1875) indudablemente irradiaban rayos X, porque los primeros investigadores notaron efectos que les eran atribuibles; el voltaje aceleraba los electrones provenientes del cátodo a una velocidad lo suficientemente alta como para crear rayos X cuando golpeaban el ánodo o la pared de vidrio del tubo.
Hermann von Helmholtz formuló ecuaciones matemáticas para los rayos X. Postuló una teoría de dispersión antes de que Röntgen hiciera su descubrimiento y anuncio. Se formó sobre la base de la teoría electromagnética de la luz. Sin embargo, no trabajó con rayos X reales.
A partir de 1888, Philipp Lenard realizó experimentos para ver si los rayos catódicos podían salir del tubo de Crookes hacia el aire. Construyó un tubo de Crookes con una "ventana" en el extremo hecha de aluminio delgado, frente al cátodo para que los rayos catódicos lo golpearan (más tarde llamado "tubo de Lenard"). Descubrió que algo atravesaba, lo que exponía placas fotográficas y causaba fluorescencia. Midió el poder de penetración de estos rayos a través de varios materiales. Se ha sugerido que al menos algunos de estos "rayos de Lenard" eran en realidad rayos X.
En 1889, el ucraniano Ivan Puluj, profesor de física experimental en la Politécnica de Praga, quien desde 1877 había estado construyendo varios diseños de tubos llenos de gas para investigar sus propiedades, publicó un artículo sobre cómo las placas fotográficas selladas se oscurecían cuando se exponían a las emanaciones de los tubos.
El 8 de noviembre de 1895, el profesor alemán de física Wilhelm Röntgen se topó con los rayos X mientras experimentaba con tubos de Lenard y tubos de Crookes y comenzó a estudiarlos.
El 28 de diciembre de 1895 lo envió a la revista de la Sociedad Físico-Médica de Würzburg. Este fue el primer artículo escrito sobre los rayos X. Röntgen se refirió a la radiación como "X", para indicar que era un tipo desconocido de radiación. El nombre se mantuvo, aunque (a pesar de las grandes objeciones de Röntgen) muchos de sus colegas sugirieron llamarlos rayos Röntgen.
Röntgen notó inmediatamente que los rayos X podían tener aplicaciones médicas. Junto con su presentación del 28 de diciembre a la Sociedad Físico-Médica, envió una carta a médicos que conocía en toda Europa (1 de enero de 1896).
El ingeniero eléctrico escocés Alan Archibald Campbell-Swinton es el primero después de Röntgen en crear una radiografía (de una mano). Durante febrero, hubo 46 experimentadores que adoptaron la técnica solo en América del Norte.
El primer uso de rayos X en condiciones clínicas fue realizado por John Hall-Edwards en Birmingham, Inglaterra, el 11 de enero de 1896, cuando radiografió una aguja clavada en la mano de un asociado.
La primera radiografía médica realizada en los Estados Unidos se obtuvo utilizando un tubo de descarga del diseño de Pului. En enero de 1896, al leer sobre el descubrimiento de Röntgen, Frank Austin del Dartmouth College probó todos los tubos de descarga en el laboratorio de física y descubrió que solo el tubo de Pului producía rayos X.
A principios de 1896, varias semanas después del descubrimiento de Röntgen, Ivan Romanovich Tarkhanov irradió ranas e insectos con rayos X, concluyendo que los rayos "no solo fotografían, sino que también afectan la función viva".
El 3 de febrero de 1896, Gilman Frost, profesor de medicina en la universidad, y su hermano Edwin Frost, profesor de física, expusieron la muñeca de Eddie McCarthy, a quien Gilman había tratado unas semanas antes por una fractura, a los rayos X y recolectaron la imagen resultante del hueso roto en placas fotográficas de gelatina obtenidas de Howard Langill, un fotógrafo local también interesado en el trabajo de Röntgen.
El 5 de febrero de 1896, fueron desarrollados dispositivos de imágenes en vivo tanto por el científico italiano Enrico Salvioni (su "criptoscopio") como por el profesor McGie de la Universidad de Princeton (su "Skiascope"), ambos utilizando platinocianuro de bario.
El 14 de febrero de 1896, Hall-Edwards también fue el primero en utilizar rayos X en una operación quirúrgica.
El inventor estadounidense Thomas Edison comenzó a investigar poco después del descubrimiento de Röntgen e investigó la capacidad de los materiales para emitir fluorescencia cuando se exponen a rayos X, descubriendo que el tungstato de calcio era la sustancia más eficaz. En mayo de 1896 desarrolló el primer dispositivo de imágenes en vivo producido en masa, su "Vitascopio", más tarde llamado fluoroscopio, que se convirtió en el estándar para los exámenes médicos con rayos X.
En agosto de 1896, el Dr. HD. Hawks, graduado del Columbia College, sufrió quemaduras graves en la mano y el pecho debido a una demostración de rayos X. Se informó en Electrical Review y dio lugar a muchos otros informes de problemas asociados con los rayos X enviados a la publicación.
Muchos médicos afirmaban que la exposición a los rayos X no tenía efectos en absoluto. El 3 de agosto de 1905 en San Francisco, California, Elizabeth Fleischman, pionera estadounidense de los rayos X, murió debido a complicaciones derivadas de su trabajo con rayos X.
Alrededor de 1906, el físico Charles Barkla descubrió que los rayos X podían ser dispersados por gases y que cada elemento tenía un espectro de rayos X característico. Ganó el Premio Nobel de Física en 1917 por este descubrimiento.
En 1912, Max von Laue, Paul Knipping y Walter Friedrich observaron por primera vez la difracción de rayos X mediante cristales. Este descubrimiento, junto con el trabajo inicial de Paul Peter Ewald, William Henry Bragg y William Lawrence Bragg, dio origen al campo de la cristalografía de rayos X.
En 1913, Henry Moseley realizó experimentos de cristalografía con rayos X emanados de diversos metales y formuló la ley de Moseley, que relaciona la frecuencia de los rayos X con el número atómico del metal.
El tubo de rayos X de Coolidge fue inventado por William D. Coolidge. Hizo posible la emisión continua de rayos X. Los tubos de rayos X modernos se basan en este diseño, empleando a menudo el uso de objetivos giratorios que permiten una disipación de calor significativamente mayor que los objetivos estáticos, lo que permite una mayor cantidad de salida de rayos X para su uso en aplicaciones de alta potencia, como los escáneres de TC rotativos.
En 1914, Marie Curie desarrolló coches radiológicos para ayudar a los soldados heridos en la Primera Guerra Mundial. Los coches permitían realizar radiografías rápidas de los soldados heridos para que los cirujanos de campo pudieran operar de forma rápida y precisa.
En 1904, John Ambrose Fleming inventó el diodo termoiónico, el primer tipo de tubo de vacío. Este utilizaba un cátodo caliente que provocaba que una corriente eléctrica fluyera en el vacío. Esta idea se aplicó rápidamente a los tubos de rayos X, y por lo tanto, los tubos de rayos X de cátodo caliente, llamados "tubos de Coolidge", reemplazaron por completo a los problemáticos tubos de cátodo frío alrededor de 1920.
Desde la década de 1920 hasta la de 1950, se desarrollaron máquinas de rayos X para ayudar en el ajuste de zapatos y se vendieron a zapaterías comerciales.
Se propuso un dispositivo láser de rayos X como parte de la Iniciativa de Defensa Estratégica de la Administración Reagan en la década de 1980, pero la única prueba del dispositivo (una especie de "pistola" láser o rayo de la muerte, alimentado por una explosión termonuclear) dio resultados inconclusos. Por razones técnicas y políticas, el proyecto general (incluido el láser de rayos X) fue desfinanciado (aunque más tarde fue revivido por la segunda Administración Bush como Defensa Nacional contra Misiles utilizando diferentes tecnologías).
El Observatorio de rayos X Chandra, lanzado el 23 de julio de 1999, ha permitido la exploración de los procesos muy violentos en el universo que producen rayos X. A diferencia de la luz visible, que ofrece una visión relativamente estable del universo, el universo de rayos X es inestable. Presenta estrellas siendo destrozadas por agujeros negros, colisiones galácticas y novas, y estrellas de neutrones que acumulan capas de plasma que luego explotan en el espacio.
Se estima que el 0,4% de los cánceres actuales en los Estados Unidos se deben a la tomografía computarizada (escáneres de TC) realizada en el pasado y que esto puede aumentar hasta un 1,5-2% con las tasas de uso de TC de 2007.
