Открытие, сделанное случайно
Статья в «Анналах», вышедшая 28 декабря 1895 года, была итогом исследования, которое заняло у физика несколько недель. Само открытие Вильям Рёнтген совершил 8 ноября.
В тот вечер он экспериментировал с электрическими разрядами в стеклянных вакуумных трубках. Затемнив комнату, учёный обернул одну из трубок плотной чёрной бумагой, чтобы лучше было видно оптические явления. К полуночи он решил уходить из лаборатории, но заметил на экране, покрытом слоем платиносинеродистого бария, светящееся пятно. Оказалось, профессор забыл выключить катодную трубку. Она и производила излучение, проникавшее сквозь плотную бумагу.
Дальнейшие исследования показали, что таинственные лучи беспрепятственно проходят через любые материалы — металл, стекло, мягкие ткани человека. Рёнтген назвал их Х-лучами. В следующем году об излучении, диапазон которого лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетом и гамма-излучением, будет написано более тысячи научных статей, а медики быстро возьмут это изобретение на вооружение, ведь с помощью Х-лучей можно просвечивать человека насквозь и находить, например, переломы костей. Уже 20 января 1896 года этот метод используют на практике: сделав пациенту со сломанной рукой рентгеновский снимок, врачи поставят ему верный диагноз.
Вильям Рёнтген опубликовал три статьи, посвящённые Х-лучам, и спустя год с небольшим потерял интерес к собственному открытию, посчитав, что добавить ему более нечего. Но научное сообщество оценило важность изобретения: в 1901 году учёный стал первым в истории лауреатом Нобелевской премии по физике.
«Бессовестные» бинокли и «антирентгеновское» бельё
Об опасности для живого организма ионизирующих излучений, к которым относится и рентгеновское, в то время известно не было, и вокруг X-лучей творился небывалый ажиотаж. Их способность проникать сквозь человеческую плоть и любые материалы казалась фантастической и будоражила воображение. А у женщин — по понятным причинам — вызывала тревогу и волнение.
К известному американскому изобретателю Томасу Эдисону не раз обращались с предложением изготовить «бессовестные» бинокли, которые дали бы возможность лицезреть человеческое тело без одежды. Шумиха стояла такая, что в США сенаторы всерьёз обсуждали законопроект, запрещающий использование рентгеновских лучей в театральных биноклях.
Оживились мошенники и просто предприимчивые люди. На рынке появились одежда и головные уборы, якобы защищавшие их владельцев от вездесущих лучей. Один английский делец продавал нижнее женское бельё, приписывая ему «антирентгеновские» свойства. Дескать, никто не сможет сфотографировать даму обнажённой, когда она в нём находится. Бельё было совершенно обычным, но чтобы узнать об этом, надо было подвергать его научному эксперименту. Понятно, что никто этим не озадачивался — товар шёл на ура.
Хватало курьёзов. Один военный написал Вильяму Рёнтгену письмо. Он жаловался, что после боёв в его груди осталась пуля, и хотел узнать, где именно она засела. «Не могли бы вы прислать мне несколько ваших лучей? — спрашивал вояка. — Только объясните, как ими пользоваться». — «Никак невозможно, — отвечал ему Рёнтген, — но выход есть: вы можете прислать мне свою грудную клетку».
Повсеместное распространение в первой половине ХХ века получили аппараты для примерки обуви, оборудованные источником рентгеновского излучения. В отверстие вставлялась ступня, и, глядя через окошко, можно было оценить, насколько хорошо сидит ботинок, не жмёт ли он ногу. Магазины завлекали клиентов афишами, что у них стоит аппарат с Х-лучами. Кстати, были подобные устройства и в Москве, в обувных отделах ГУМа — как взрослых, так и детских. Массово изымать из торговых точек и мастерских их стали лишь в начале 1960-х, когда всем уже был очевиден вред радиации.
Просветят всё что угодно
Сегодня рентгеноскопия применяется во множестве областей. Главная из них, конечно, медицина. С помощью Х-лучей находят патологии внутри организма, распознают множество заболеваний (инфекционных, опухолевых, воспалительных) и травм. Рентгеновское излучение лежит в основе метода компьютерной томографии (КТ), который привлёк всеобщее внимание в этом году из-за пандемии COVID-19. Тело пациента просвечивают лучами, и данные о том, как ткани их поглощают, реконструируются компьютером в 3D-картинку. Метод особенно важен для диагностики инсульта.
Рентген как вид лучевой терапии применяется для лечения злокачественных образований. Благодаря его ионизирующему воздействию можно разрушать раковые опухоли. Сравнительно новое направление — использование мягкого рентгеновского излучения. Оно позволяет «увидеть» кровеносные сосуды, подробно изучить структуру мягких тканей и провести исследования на клеточном уровне.
Масса применений в технике и строительстве. Способность просвечивать всё что угодно даёт возможность визуализировать внутреннюю структуру непрозрачного объекта, сделанного, например, из металла. Когда нельзя на глаз определить, прочно ли сварена конструкция моста, герметичен ли шов у трубопровода и плотно ли прилегают друг к другу рельсы, помогут всё те же Х-лучи. С помощью рентгена выявляют многочисленные дефекты, ищут трещины, пустоты и изломы, проверяют правильность расположения элементов.
Всепроникающие лучи позволяют определять химический состав вещества. Любой из нас, проходя досмотр в аэропорту, сталкивается с этим: сканеры на основе рентгена следят, нет ли в пассажирском багаже и ручной клади оружия, наркотиков, боеприпасов и предметов, представляющих опасность. А в искусствоведении излучение применяют для поиска скрытых изображений на картинах, исследований следов восстановления полотна и «почерка» художника. Метод даёт возможность заглянуть под верхние слои картины, не нанося ей вред. То, что скрыто под краской, зачастую даёт бесценную информацию экспертам и может многое рассказать об истории создания полотна. Более того, Х-лучи позволяют точно датировать произведения искусства и выявлять подделки.
Рентгеноскопия стала настолько вездесуща, что с её помощью некоторые производители люксовой одежды перед упаковкой просвечивают её — ищут невзначай оставленные иголки и булавки. А производители детского питания проверяют равномерное распределение изюма в брикетах с кашей.
Очевидно, это тот самый случай, когда Нобелевский комитет оценил важность научного открытия совершенно по делу.
