درخشش فلورسنت
دهه‌ها پیش از کشف اشعه ایکس، دانشمندان فهمیده بودند که عبور جریان الکتریکی از یک لوله خلأ باعث ایجاد یک درخشش فلورسنت می‌شود. با این حال، به دلیل ناآگاهی از الکترون‌ها، علت اصلی این پدیده مرموز برای آن‌ها ناشناخته مانده بود.
ویلهلم رونتگن، فیزیک‌دان دانشگاه وورتسبورگ، در تلاش برای یافتن پاسخ این معما بود. در شب ۸ نوامبر ۱۸۹۵، هنگامی که او در اتاق تاریک آزمایشگاهش روی پرتوهای کاتدی کار می‌کرد، متوجه یک درخشش شد؛ نه درون لوله، بلکه روی یک صفحه حساس شیمیایی که در نزدیکی قرار داده بود. همین مشاهده ساده مقدمه‌ای برای کشف اشعه ایکس شد؛ کشفی که تاریخ علم و پزشکی را متحول کرد. وقتی خبرنگاری بعدها از او پرسید: «آن لحظه چه فکری کردید؟» رونتگن تنها گفت: «فکر نکردم؛ تحقیق کردم.»
«X» برای ناشناخته‌ها
در هفت هفته بعد، رونتگن خودش را در آزمایشگاهش منزوی کرد. او با هیچ‌کس درباره کارش صحبت نمی‌کرد و تلاش داشت تا حد ممکن درباره آنچه به‌درستی حدس زده بود—پرتوهای تازه‌ای که از پرتوهای کاتدی ایجاد می‌شدند—اطلاعات بیشتری به دست آورد.
او این پرتوها را به دلیل ماهیت ناشناخته‌شان «اشعه ایکس» نامید؛ چون X در فیزیک و ریاضی نماد یک مقدار مجهول است.
«او می‌خواست کاملاً مطمئن باشد که این کشف واقعی است.» این را آنا-کاترینا کِتکر، معاون موزه آلمانی رونتگن می‌گوید.
به گفته کِتکر، دانشمندان دیگری که روی پرتوهای کاتدی کار می‌کردند، بدون شک پیش از رونتگن نیز اشعه ایکس تولید کرده بودند، اما تا پیش از او «هیچ‌کس متوجه آن‌ها نشده بود». او اضافه می‌کند که تحقیقات رونتگن آن‌قدر دقیق بود که تا سال ۱۹۱۲ هیچ ویژگی فیزیکی مهم دیگری از اشعه ایکس کشف نشد، تا زمانی که ماکس فون لائو نشان داد این پرتوها شبیه امواج نوری‌اند، با این تفاوت که طول موج کوتاه‌تری دارند و به همین دلیل با چشم انسان دیده نمی‌شوند.
رونتگن مجموعه‌ای از اجسام مختلف—از جمله یک کتاب هزارصفحه‌ای، یک بسته دوتایی کارت بازی، ورق آلومینیومی، تخته‌های چوبی و ورق‌های لاستیکی—را در مسیر اشعه ایکس قرار داد. اشعه‌ها به‌راحتی از آن‌ها عبور کردند و صفحه حساس شیمیایی سمت دیگر را روشن کردند. سرب—که بعدها برای محافظت بیماران در برابر اشعه ایکس استفاده شد—از معدود موادی بود که چگالی کافی برای جذب این پرتوها داشت.
در مقطعی، رونتگن متوجه شد که اشعه ایکس از گوشت نیز عبور می‌کند و به او اجازه می‌دهد سایه استخوان‌های خودش را ببیند. او که عکاس مشتاقی بود، اشعه‌ها را روی صفحات عکاسی تاباند و توانست تصاویری واضح از دست همسرش و همچنین وزنه‌های فلزی داخل یک جعبه بسته ثبت کند.
گسترش سریع کاربردهای اشعه ایکس
تا اواخر دسامبر ۱۸۹۵، رونتگن آماده بود که یافته‌های خود را عمومی کند. او یک گزارش علمی و مجموعه‌ای از عکس‌های اشعه ایکس منتشر کرد که بلافاصله سر و صدای جهانی به پا کرد. اتو گلاسر، نویسنده زندگی‌نامه رونتگن، نوشت: «به‌ندرت در تاریخ علم، اطلاعات مربوط به یک کشف یا اختراع جدید تا این حد سریع منتشر شده و چنین تأثیر عمیقی بر افکار عمومی گذاشته است.» او اضافه کرد: «نام رونتگن ناگهان در دورافتاده‌ترین نقاط جهان نیز شناخته شد.»
فیلیپ لِنارد، رقیب رونتگن و کسی که بعدها از حامیان جدی حزب نازی شد، با عصبانیت ادعا کرد که رونتگن بدون تحقیقات او درباره پرتوهای کاتدی هرگز معروف نمی‌شد. لِنارد حتی حاضر نبود واژه «اشعه ایکس» را به کار ببرد و ترجیح می‌داد آن‌ها را «پرتوهای فرکانس بالا» بنامد. اما حسادت او مانع شهرت جهانی رونتگن نشد. این موضوع که نتایج رونتگن به‌سادگی قابل تکرار بودند نیز به گسترش این شهرت کمک کرد؛ دانشمندانی مانند نیکولا تسلا نیز تصاویر اشعه ایکس مخصوص خود را ثبت کردند.
کِتکر می‌گوید: «از آنجا که آزمایش روی پرتوهای کاتدی در آن زمان بسیار رایج بود، تقریباً هر آزمایشگاه فیزیک ابزار لازم برای تولید اشعه ایکس را در اختیار داشت.» او ادامه می‌دهد: «از همان ابتدا، دانشمندان شروع کردند به عکاسی اشعه ایکس از تقریباً هر چیزی»—از مومیایی‌ها و فسیل‌ها گرفته تا سلاح‌ها.
در مدت چند ماه، اشعه ایکس به یک ابزار تشخیصی پزشکی تبدیل شد—آغاز علم رادیولوژی—و همچنین برای درمان بیماری‌هایی مانند تومورها و ضایعات پوستی به کار رفت. در تلاش نافرجام ایتالیا برای استعمار اتیوپی در سال ۱۸۹۶ و در جنگ یونان و ترکیه در ۱۸۹۷، گفته می‌شود که از اشعه ایکس برای پیدا کردن محل گلوله و ترکش در بدن سربازان زخمی پیش از عمل جراحی استفاده می‌شد. بعدها و طی جنگ جهانی اول، به‌واسطه تلاش‌های ماری کوری، واحدهای سیار اشعه ایکس در میدان‌های نبرد به کار گرفته شدند.
ورود اشعه ایکس به فرهنگ عمومی
اشعه ایکس خیلی زود وارد فرهنگ عامه نیز شد. در سال ۱۸۹۶، یک شرکت انگلیسی تبلیغی برای «لباس زیر مقاوم در برابر اشعه ایکس» منتشر کرد. همان سال، مجلات مختلف شعرها و کاریکاتورهایی درباره کشف رونتگن چاپ کردند و سال بعد، یک فیلم کمدی کوتاه به نام «اشعه ایکس» ساخته شد. تا دهه ۱۹۳۰، سوپرمن در داستان‌ها با «چشم‌های اشعه ایکس» به مبارزه با جرم و جنایت می‌پرداخت و فروشگاه‌های کفش، دستگاه‌های اشعه ایکس داشتند تا مشتریان بتوانند استخوان‌های پای خود را ببینند.
رونتگن که چندین جایزه علمی دریافت کرد—از جمله اولین جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۰۱—از این میزان توجه چندان لذت نمی‌برد. او قبول کرد برای کایزر ویلهلم دوم یک نمایش اشعه ایکس انجام دهد، اما دعوت‌های عمومی برجسته دیگر را رد کرد و تنها یک مصاحبه مطبوعاتی انجام داد که آن هم در مجله آمریکایی مکلورز چاپ شد. کِتکر می‌گوید: «فکر می‌کنم رسانه‌ها می‌خواستند او را به یک سوپراستار تبدیل کنند، اما او واقعاً از این موضوع بیزار بود.»
کارهای رونتگن به‌صورت غیرمستقیم به کشف‌های علمی مهم دیگری نیز منجر شد. برای مثال، در سال ۱۸۹۶، یک دانشمند فرانسوی که در حال بررسی ویژگی‌های اشعه ایکس بود، به‌طور اتفاقی رادیواکتیویته را کشف کرد. دانشمند بریتانیایی که در سال ۱۸۹۷ الکترون را شناسایی کرد نیز روی اشعه ایکس تحقیق می‌کرد، و همین تحقیقات بعدها زمینه‌ساز کشف اثر فوتوالکتریک توسط آلبرت اینشتین شد. کِتکر می‌گوید: «آن دوره، دوران دانشمندانی بود که عاشق مطالعه موضوعات نامرئی بودند.»
درک دیرهنگام عوارض مضر اشعه ایکس
البته عوارض جانبی اشعه ایکس تقریباً از همان ابتدا آشکار بود؛ از سوختگی‌های پوستی گرفته تا آسیب‌های چشمی و حتی لوسمی (سرطان خون). در سال ۱۸۹۶، یک متخصص پوست اتریشی با استفاده از اشعه ایکس، خال مادرزادی یک دختر جوان را درمان کرد که در نهایت باعث ایجاد زخم عمیق شد. مدت کوتاهی بعد، یک جراح بریتانیایی که مدت زیادی با اشعه ایکس کار کرده بود، مجبور شد دستش را قطع کند، اتفاقی که در آن دوران چندان غیرمعمول نبود. حتی موزه رونتگن در آلمان، واقع در زادگاه رونتگن، یک دست قطع‌شده با آثار واضح آسیب‌های ناشی از تابش در مجموعه خود دارد.
در سال ۱۹۰۴ نیز یکی از دستیاران توماس ادیسون بر اثر سرطان پوست جان خود را از دست داد؛ همین موضوع باعث شد ادیسون کار با اشعه ایکس را کاملاً کنار بگذارد.
با اینکه بسیاری از کاربردهای پرخطر و غیرضروری—مانند دستگاه‌های اشعه ایکس در فروشگاه‌های کفش—به‌تدریج کنار گذاشته شدند، اشعه ایکس هنوز هم کاربرد گسترده‌ای دارد. امروزه اشعه ایکس نقش حیاتی در تصویربرداری پزشکی و دندان‌پزشکی، تحلیل مواد و امنیت فرودگاهی ایفا می‌کند. اداره غذا و داروی آمریکا اعلام کرده که بیشتر مردم این کشور هر سال حداقل یک بار عکس‌برداری با اشعه ایکس انجام می‌دهند. این سازمان با وجود خطرات احتمالی، همچنان استفاده پزشکی از اشعه ایکس را ضروری و مفید می‌داند و تأکید می‌کند که «این فناوری حتی می‌تواند جان شما را نجات دهد.»
همچنین نگاهی بیندازید به:
«۶ مورد از مهمترین اختراعات ادیسون را بشناسید»
