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2008/10/24

Raggi X dal nastro adesivo?

Radiografie srotolando lo scotch


Sembrerebbe la classica notizia impossibile, ma non è così: l'autorevolissima rivista Nature ha pubblicato un articolo nel quale si documenta che lo srotolamento del nastro adesivo genera raggi X sufficienti a produrre una radiografia. Ne vedete un esempio nella foto qui accanto.

Niente paura: non correte rischi quando impacchettate i regali di Natale. Il fenomeno, infatti, si manifesta soltanto nel vuoto. Ma si manifesta eccome: ne potete vedere una verifica sperimentale in questo filmato di Nature.

Il fenomeno si chiama triboluminescenza ed è noto, almeno in parte, dal 1605, quando lo osservò Francis Bacon sfregando una zolletta di zucchero e notando che emetteva luce. Nel 1953 alcuni ricercatori russi ipotizzarono che il nastro adesivo potesse emettere raggi X quando veniva srotolato, ma le loro idee furono accolte con forte scetticismo.

Il metodo scientifico, però, serve proprio per situazioni come queste: affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie, come si suol dire, e le prove straordinarie sono arrivate. I ricercatori della University of California a Los Angeles hanno fatto l'esperimento, costruendo una camera a vuoto nella quale hanno collocato un rotolo di nastro adesivo e un motorino per srotolarlo. Il contatore Geiger ha rilevato radiazioni; la prova del nove è stata la radiografia del dito di uno dei ricercatori.

L'esatto meccanismo di generazione di questi impulsi di raggi X non è noto e costituisce per certi versi un mistero: secondo Nature, la carica di energia che si è formata sulla superficie del nastro mentre veniva srotolato durante gli esperimenti è dieci volte più alta della norma. I ricercatori arrivano a ipotizzare che l'elevata densità di carica generata dallo srotolamento potrebbe essere sufficiente a innescare una fusione nucleare in modo semplice e controllato (questa sì che è un'affermazione straordinaria). Un'altra possibile applicazione meno fantascientifica è l'impiego di questa fonte di raggi X per costruire macchine per radiografie compatte e a basso costo per i paesi in via di sviluppo.

43 commenti:

Orsovolante ha detto...

... ma come ha fatto il ricercatore ad infilare il dito in una camera a vuoto :-O ?

Guido Q ha detto...

Se non fosse che siamo fuori stagione, avrei pensato a un pesce d'aprile... Un post davvero sconvolgente!

Guido

ataru1976 ha detto...

Anche io ammetto di aver pensato ad un pesce d'aprile anticipato (o ritardato?) e ancora non ne sono del tutto convinto.
Sarebbe veramente interessante approfondire l'argomento, questa è una di quelle notizie che potrebbero aiutarci a capire meglio alcuni meccanismi della natura.

barbagianni ha detto...

Secondo me quelli di Nature sono dei boccaloni e questa la prima clamorosa bufala confezionata ad hoc per Paolo.
Magari qualcuno potrebbe provare a dare una risposta all'interessante domanda di Orsovolante.

usa-free ha detto...

Ne ha parlato anche Punto Informatico, dicendo che si sono toccate emissioni di 500 milliRoentgen, quantità che si possono registrare nelle campagne intorno a Chernobyl O_o

E io che taglio sempre i pezzi di nastro coi denti: tra poco potrò farmi le panoramiche da solo, altro che dentista! :D

Hammer75 ha detto...

"Orsovolante ha detto...

... ma come ha fatto il ricercatore ad infilare il dito in una camera a vuoto :-O ?"

E' Il nastro srotolato che è nel vuoto, la mano (come tutti gli strumenti) è fuori , si vede bene nel filmato che Paolo ha linkato.

Didiomarte

psionic ha detto...

Beh, orsovolante, la camera a vuoto era sotto! I raggi X attraversano il vetro... ma a dire il vero, credo serva un vetro speciale. Potrei sbagliarmi completamente ma mi sembra di ricordare che il vetro comune (quello delle nostre finestre, per intenderci) e' opaco ai raggi X. Mi sto inventando tutto?

In ogni caso, notizia interessante... ma delle macchine del genere le potremmo usare anche noi in fondo. Non e' che la nostra sanita' viaggi nell'oro...

Comunque ho trovato anche un'altra applicazione: un centrale (a fusione) nucleare a scotch! XD

Terra2 ha detto...

Ok accogliere con scetticismo una idea apparentemente strampalata, ma una camera a vuoto, un rotolo di scotch ed un contatore Geiger c'erano anche nel laboratorio di scienze della mia scuola media!

Se il fenomeno era noto dal 1605, perché c'hanno messo più di 400 anni a fare un esperimento da 4 soldi?

Caso mai ci fosse un elenco di "ipotesi rivoluzionarie facilmente verificabili", posso mettere a disposizione la mia cucina, il mio garage, la mia cassetta degli attrezzi e qualsiasi altra cosa serva a fare in modo che non si debbano aspettare 500 anni per scoprire, ad esempio, che "la fusione fredda la si ottiene facendo bollire una cipolla con un chiodo di rame piantato da parte a parte" :)

markogts ha detto...

ricercatori arrivano a ipotizzare che l'elevata densità di carica generata dallo srotolamento potrebbe essere sufficiente a innescare una fusione nucleare

Non v'è chi non veda un parallelo col Polywell...

Thomas Morton ha detto...

oh my god

Hanmar ha detto...

Quoto guido...

Ossignur...

Saluti
Hanmar

Hanmar ha detto...

Ho guardato il video di Nature.

Allora, o e' la bufala meglio organizzata del secolo, che l'allunaggio gli fa un baffo, oppure e' una scoperta da brivido.

Giuro che da adesso guardero' con maggiro rispetto al mio portascotch sulla scrivania.

Saluti
Hanmar

Marco ha detto...

geniale!! ma perchè non proviamo a fare le TC con...che ne so...del cellophane, visto che col nastro adesivo si sviluppano delle piccole endorali? ;-)

Baund ha detto...

Basta, d'ora in poi solo puntine da disegno.

DaC ha detto...

@orsovolante
immagino ben che i raggi X escano fuori dalla camera a vuoto dove sono stati prodotti!

Francesco ha detto...

@orsovolante: a quanto sembra di capire dal video, non c'è bisogno di infilare il dito nella camera a vuoto, basta appoggiarlo sopra il vetro (i raggi X attraversano il vetro senza problemi...).

Gian Piero Biancoli ha detto...

:-O

Vale56 ha detto...

@orso: guarda il video, vedrai che la camera a vuoto ha il coperchio di vetro o plastica trasparente.

Andrea ha detto...

Orsovolante, guardando il flmato si capisce, non è la stanza ad essere sotto vuoto, ma un contenitore coperto con un vetro, messo sotto vuoto, e la mano è fuori dal contenitore sopra il vetro.
Ciau

ataru1976 ha detto...

Vi ricordate cosa si dice di MacGyver? A quanto pare è tutto vero!

martinobri ha detto...

Ma il contatore Geiger rileva i raggi X? Io sapevo che rivelava le radiazioni prodotte dalla radioattività, cioè radiazioni alfa, beta e gamma.

martinobri ha detto...

per Terra2: dal 1605 è nota la triboluminescenza, non l'emissione di raggi X. E' diverso.

martinobri ha detto...

A questo punto mi aspetto che la mia matita si metta a cantare...

Marco ha detto...

beh....visto che studio da dentista....proverò a farmi una rx al dito esattamente con le stesse pellicole del video (sembra una Kodak UltraFast) e poi vedremo...huahuahau che spasso!!!

alexandro ha detto...

Gente di poca fede... Dubito che Paolo cadrebbe in un simile tranello, quindi se l'ha pubblicata deve essere vera. D'accordo che è lui stesso a consigliare di verificare sempre le cose, ma un po' di fiducia deve pur esserci, specialmente per chi ha sbufalato migliaia di sciocchezze. Qualcuno si chiede perché si sia atteso così a lungo... la risposta è nella scarsa utilità in termini pratici. L'esperimento è poco più di un gioco, difficilmente può avere applicazioni pratiche, perché non è pensabile fare lastre srotolando nastro adesivo. Comunque rimane più d'effetto togliere un maglione al buio e vedere le scintille ;.)

Enrico ha detto...

Beh, comunque sia non si corrono pericoli, lo dice anche nell'articolo...

A meno che uno non faccia l'astronauta di mestiere e si metta a rattoppare la IST in EVA con il Magiscotch...

Salvo!...purtroppo (voglio dire: se "Parigi val bene una messa", allora "Un po' di scotch ai raggi X val bene essere astronauta!", o no?)

Saluti, Enrico.

SirEdward ha detto...

Vi ricordate cosa si dice di MacGyver? A quanto pare è tutto vero!

Sembrava un luogo comune... e invece magari bastano davvero un po' di scotch e un'elastico per fare una bomba nucleare...

A parte gli scherzi, l'unica cosa che mi lascia perplesso di questo video è che loro giochino, letteralmente, senza protezioni, con un aggeggio che sviluppa abbastanza raggi x da impressionare una lastra dentistica.

Ma, e la salute?

Ecco, questo mi dà da pensare.

markogts ha detto...

@ martinobri: Il contatore Geiger sente una qualsiasi radiazione ionizzante, raggi x compresi. Tieni conto che i raggi x stanno ai raggi gamma come il rosso sta al blu. Qua un sito che vende contatori Geiger. Da notare che alcuni non riescono invece a sentire le radiazioni alfa, formate da pesanti nuclei di elio che fanno fatica a passare anche attraverso sottili pareti solide.

Due commenti rapidi al video: intanto, non mi piace il confronto con un apparecchio per radiografie. Penso che ci siano anche dei discorsi di focalizzazione ed omogeneità della sorgente da affrontare. Insomma, trovo patetico il tentativo di farlo passare come una macchina da radiografie per il terzo mondo.

Secondo: per fare un esperimento "goliardico", per certi versi, ma pur sempre in maniera rigorosa, vorrei far notare quanti soldi vanno spesi: contenitore in acciaio inossidabile con guarnizioni, flange e spia visiva. Pompa a vuoto con vacuometro. Contatore geiger. Costruzione del motorino avvolgi-nastro, ad hoc. Certamente, sono oggetti in gran parte riutilizzabili per altri esperimenti, ma si parla pur sempre di migliaia di euro. Ecco, un piccolissimo esempio di come i costi della ricerca lievitino rapidamente. Se si vuole essere CERTI di un risultato, questa è l'unica via. L'idea di ridurre i costi della ricerca è un ossimoro. O la si fa spendendo e spandendo per bene, o non la si fa. Lo avevano capito i Medici con Galileo, quando ci arriveranno i nostri politici?

danut ha detto...

la Gelmini ha visto il video e ha dichiarato che proprio per casi come questi sono i tagli della sua riforma all'università italiana. E una vergogna vedere professori e ricercatori pagati per srotolare scotch. Per questo basta il maestro unico alle elementari.

Berlusconi a sua volta ha ribadito che lui manderà la polizia nelle università e si è detto sicuro che lo sfregamento dei manganelli sugli universitari produrrà raggi gamma. Sta già preparando la cordata di investitori italiani che si incaricheranno di imballare e vendere questi raggi a prezzo salato all'acceleratore del CERN che vuole studiarli.
Berlusconi inoltre ha precisato per i media cinesi che solo il manganello made in italy è l'unico al mondo che produce questi raggi gamma per sfregamento.

Giovanni Getto ha detto...

uhm, la faccenda puzza moltomoltone.
non ho capito bene il testo in inglese per cui forse interpreterò male qualcosa ma...
1. perché si sostiene che ci vuole il vuoto a creare queste particelle? se hanno difficoltà a fuoriuscire in atmosfera come potrebbero attraversare vetro e dito?
2. se non sapessi nulla di un fenomeno con emissione di radiazioni ionizzanti, la cosa che mi interesserebbe più sapere è spettro energetico e fluenza e non mi avvicinerei con un geigerino da 500euro, piuttosto con un dosimetro (camera a ionizzazione) e uno spettrometro
3. la lastra del dito è davvero fantascientifica: ci siamo mangiati focalizzazione del fascio, ottimizzazione dei carichi radiologici per ottenere una lastra tutto sommato leggibile? che fortunona!
4. altre volte mi capitò di trovare radiazioni in un telefonino in fase di ricezione di chiamata prima di scoprire che il telefonino interferiva con l'elettronica della camera a ionizzazione ma affatto (come è naturale) con la parte analogica!
5. non sapendo di che radiazioni (e che energia!) ho, una lettura di 500 CPM (e non 500mR/h come indicato da usa-free: dal display leggi scala e unità di misura dalla stessa parte!) già mi metterebbe in allarme e eviterei di metterci le mani intorno con tanta leggerezza o siamo ancora ai tempi di roentgen che ha fatto per prova la lastra alla mano della moglie?
6. il video mi sembra più una pubblicità della nike che la presentazione di un lavoro scientifico anche se divulgativa (ma questa obiezione è mooolto soggettiva) io non penserei tanto ai soldi spesi per le apparecchiature mostrate, quanto a quelli spesi per fare il video... per me dieci volte tanto. ottima regia, ottime luci, effetti speciali, ottimo montaggio.
RISPOSTE IN QUA E IN LA
i raggi x attraversano diversi spessori di diversi materiali a seconda della loro energia.
non è problema riuscire a impressionare lastra endorale, ma produrre raggi abbastanza energetici per trapassare un dito e non troppo energetici da trapassare anche l'osso (ci vuole una certa precisione)
la differenza tra x e gamma (sono entrambe radiazioni elettromagnetiche) non è nell'energia, ma nel tipo di produzione (orbitale e nucleare) e nello spettro

Lys ha detto...

A me sembra una notizia pronta pronta per finire a Voyager. :-)

Tizi imbellettati con magliette nere che spiccano bene contro il faretto viola dello sfondo. Sembra Star Trek.

La camera a vuoto, forse per la mia insufficiente capacità di capire l'inglese, non si sa a cosa serva. Se i raggi X possono passare attraverso un plexy da un centimetro, attraverseranno ancora meglio pochi centimetri di aria.
O forse sostengono che i raggi X si formino solo nel vuoto? Ha senso?

Non sono uno scienziato e non conosco i dispositivi che usano (quel tondino fluorescente o quella manopola che girano lì accanto) ma mi viene più facile pensare che il contatore geiger "senta" l'insieme di apparati e motori che non i presunti raggi X del nastro.

usa-free ha detto...

"5. non sapendo di che radiazioni (e che energia!) ho, una lettura di 500 CPM (e non 500mR/h come indicato da usa-free: dal display leggi scala e unità di misura dalla stessa parte!) già mi metterebbe in allarme e eviterei di metterci le mani intorno con tanta leggerezza o siamo ancora ai tempi di roentgen che ha fatto per prova la lastra alla mano della moglie?"

Ho riportato quanto indicato nell'articolo di punto informatico, e non sono un esperto.

Se hai voglia mi spieghi un pò meglio? :)

Pietro ha detto...

@ terra2
"Se il fenomeno era noto dal 1605, perché c'hanno messo più di 400 anni a fare un esperimento da 4 soldi?"

Vuoi forse dire che le megacorporazioni (americane) sanno già tutto (macchina ad aria, fusione fredda, cura per il cancro, gli alieni di Orwell, e ora lo scotch radioattivo), ma ce lo tengono nascosto? Dici che c'è un complotto?

:DDD

Giovanni Getto ha detto...

>Se hai voglia mi spieghi un pò meglio? :)
volentieri. se guardi nell'ingrandimento del display del geyger noterai unità di misura in alto (mR/h<--dose) e unità di misura in basso a destra in ombra (CPM conteggi al minuto<--eventi) la lettura di 500 è nel basso dell'immagine (alto del geyger) che significa che va letta come CPM. la lettura in alto (basso dello strumento: è rovesciato!) è inferiore all'unità (mi sembra .5) inoltre, mentre l'unità di misura mR/h tiene conto anche dell'energia della particella (cosa che in un geyger è impossibile e quindi fittizia) i CPM semplicemente contano gli eventi che giungono alla camera e quindi non sanno nulla di che tipo e che energia abbia la particella che ionizza.

>O forse sostengono che i raggi X
>si formino solo nel vuoto? Ha senso?
no. i raggi x si possono produrre anche in atmosfera. ci ho pensato un po' e azzardo un'ipotesi in parallelo con i tubi radiologici normali. srotolando il nastro, il diverso potenziale dei materiali ionizza i due lembi portando elettroni da una parte e lacune dall'altra. la ddp che si crea normalmente è trascurabile e gli elettroni non riescono a raggiungere l'altra parte (le lacune, anodo). nel vuoto, non incontrando ostacoli, partono e arrivano a segno. nell'urto con la materia (anodo) rilasciano particelle. gli x viaggiano molto di più degli elettroni accelerati (beta) per cui possono traversare vetro e dito. rimane ora solo la perplessità quantitativa: quante caspita di particelle riescono a fare e con quanta energia?

Pietro ha detto...

@ giovanni getto

Se accetti l'opinione di un non-tecnico, discutiamo un po':

1. Perché serve. Nel video dice: "because if it is not then you would have gas particles around it that would make the surfaces discharge before you can separate them to a point where the potential is large enough to generate the x-rays". A spanne: se non ci fosse [il vuoto], particelle di gas intorno [allo scotch] permetterebbero alle superfici di scaricare il differenzale di potenziale prima che sia tale da generare xrays.
2. Dici: "se non sapessi nulla di un fenomeno con emissione di radiazioni..." I ricercatori muovevano da una teoria, ergo avevano un'idea di cosa trovare.
3. La radiografia mi sembra sfocata, quasi non si vede la separazione fra falangina e falangetta. Non la definirei leggibile, forse proprio perché mancano la focalizzazione del fascio e l'ottimizzazione dei carichi radiologici.
4. Non mi risutla che esita una teoria scientifica per sospettare radioattività da un cellulare, e infatti hai controllato e scoperto che faceva interferenza con l'elettronica. Nel caso della triboluminescenza dello scotch c'è una teoria , che viene verificata.
5. Non capisco, cmq nel video il dispaly del geiger indica 500mR/hr.
6. Nature ha certamente un'equipe e mezzi professionali per fare video.

Giovanni Getto ha detto...

@pietro: caspita se accetto l'opinione di un non-tecnico! ;-)
1. si, confermi la mia ultima interpretazione, esattamente come in tubo radiogeno.
2. uhm. diciamo che sai che avrai particelle x (fotoni accelerati). ma non li vuoi caratterizzare? non vuoi sapere a che energia? che spettro? e quanti? quindi quanta dose (mR/h). abbozzo comunque una risposta: diciamo che nel video 'divulgativo' hanno ritenuto più suggestivo mostrare l geiger che la gente conosce.
3. chiaro. non è una lastra su cui puoi refertare ma da una lastra completamente bianca (non arrivano raggi) a completamente nera (arrivano ovunque) c'è un range limitato. per fare un dito (nelle condizioni diagnostiche) possono volerci diciamo 40-50kV. già se nei dai 80kV bruci tutto. figurati che QUEI raggi x in teoria possono uscire anche a 0.1kV 0 100kV, per dire che è una bella coincidenza che hanno l'energia giusta, no?
4. assolutamente no! dai cellulari escono e entrano radiazioni, ma non raggi x! gli amici volevano fare un gioco e io... mi sono preso un colpo! nessuno se lo aspettava, ma poi ho capito. quello che volevo dire è che forse a loro è capitata una cosa analoga. ormai il problema non lo considererei più su base teorica, piuttosto (come vedi dall'ultimo messaggio) su base quantitativa.
5. risposta nel precedente messaggio
6. immagino. aggiungo anche una sorta di sensazionalismo tutto americano (nature è americana?) vengono fuori quei filmatini con le stelline che escono dalla frizione delle scarpe che forse sono più comprensibili al grande pubblico, ma hanno un sapore di gomma che li rende più voyager e meno scienza. l'americanismo (sempre che nature sia americana) spiegherebbe anche l'incoscienza a tenere mani e geiger li in giro mentre racconti di aver trovato raggi x in grado di penetrare il tessuto. ci saranno dosi basse, ci sarà tanto entusiasmo e sono i vicini di casa dei produttori del body scanner. un po' come se avessi inventato un modo di fare un bisturi da un bastoncino di gelato e per dimostrarlo mi facessi degli taglietti sulle dita: tranquilli, tanto si rimarginano!

paulatz ha detto...

x psionic: il vetro comune è opaco ai raggi ultravioletti, ma credo sia trasparente ai raggi x.

x martinobri: le radiazioni gamma sono fotoni ad alata energia, proprio come i raggi X. In effetti si usano due nomi diversi per ragioni storiche, ma le definizioni si sovrappongono abbondantemente.

Pietro ha detto...

@ giovanni getto

Oooops... il mio post si riferisce al tuo primo e non al secondo!

Al punto 5 ho capito, hai ragione al 1000% c'è CPM che trama nell'ombra! Però a lastra l'hanno fatta.

E concordo sul fatto che i raggi x si formano in atmosfera senza problemi. Ma il video dice che perché si formino per triboluminescenza con lo scotch serve il vuoto. Anche se la mia traduzione, come dicevo, non è di un tecnico.

Dario ha detto...

Buon giorno a tutti.
Non ho abbastanza informazioni per stabilire se si tratti di una bufala ben orchestrata o di una cosa seria.
Il filamto da solo non permette di prendere definitivamente posizione, cosi' ho provato a cercare l'articolo citato.
Per ora ho letto solo l'abstract (l'articolo costa 32 dollari: provero' a cercare quel numero di Nature in biblioteca). Gia' vi sono alcune informazioni interessanti, pero'.

L'impressione che mi sono fatto e' che l'articolo potrebbe essere una cosa seria, che descrive un esperimento di laboratorio valido ed un fenomeno ancora non spiegato. Il video, invece, sarebbe una mezza bufala, probabilmente fatta per fare un po' di spettacolo, e dubito fortemente che ritragga l'esperimento vero.

Di seguito il perche' mi sono fatto quest'idea.

Normalmente, i raggi X vengono prodotti accelerando un fascio di elettroni a molte migliaia di volt e poi mandandolo a sbattere contro un bersaglio metallico caricato positivamente. I raggi X si producono perche' gli elettroni, collidendo con gli atomi del bersaglio, rallentano brutalmente. Per la conservazione dell'energia, l'energia degli elettroni in moto da qualche parte deve finire. Un grosso numero di elettroni si limita a scaldare il bersaglio, senza produrre radiazione X, mentre una piccola frazione (quella che viene catturata dagli atomi non neutri, ma ionizzati positivamente) libera sotto forma di un fotone X esattamente la differenza di energia tra quella che aveva prima dell'impatto e quella che si trova ad avere nel livello atomico che e' andato ad occupare.

Intanto rispondo ad una domanda che e' stata posta in svariati commenti (gia' detto, lo so...)
Il vuoto e' necessario.
A qualche decina di migliaia di volt (la tensione necessaria per ottenere raggi X), l'aria e' un ottimo conduttore.
Se non si lavorasse sotto vuoto, non ci sarebbe modo di accumulare cariche (elettroni) a quel potenziale perche' scapperebbero via (verso il primo percorso a massa che trovano e, in una camera fatta di acciao, non avrebbero che l'imbarazzo della scelta). Per inciso, @giovanni getto: le "lacune" si formano nel reticolo cristallino di un semiconduttore (sono atomi con un numero di elettroni nell'ultima shell inferirore a quello degli atomi della matrice). Qui i semiconduttori non c'entrano nulla. E le cariche positive (ioni positivi) non si spostano da dove vengono create, nel caso di un nastro plastico come lo scotch (no, non e' perche' sono attaccate con la colla ;-). L'unica cosa che puo' viaggiare sono gli elettroni.

Come correttamente notato, anche nelle lampade X normali c'e' il vuoto, per questo motivo.
Nel filmato viene citato il generatore di Van de Graaf. Quando questo dispositivo viene usato come acceleratore di particelle, viene messo sotto vuoto.

Altra domanda che e' stata posta: differenza tra raggi X e gamma. Nessuna: puramente convenzionale.
Sono due nomi per la stessa parte dello spettro elettromagnetico che, per ragioni storiche, si chiama raggi X se ottenuta artificialmente e raggi gamma se frutto di un processo naturale. E non e' che poi questa distinzione venga sempre rigidamente rispettata, tra l'altro.


Tutto questo mi fa porre la prima serie di dubbi su quello che abbiamo visto nel filmato.

Per produrre raggi X, come ho detto, ci dovrebbe essere un FASCIO di elettroni. Srotolando lo scotch, invece, le cariche si fermano sulle due facce del nastro e da li' non si muovono, almeno per la comprensione che abbiamo sino ad ora del fenomeno.
Non ci dovrebbero essere elettroni sparati via e liberi di andare a cadere su un bersaglio metallico, e comunque detto bersaglio non sarebbe a sua volta caricato positivamente.
Viene correttamente detto che un generatore di Van de Graaf, come quello mostrato, usa lo stesso principio dello scotch srotolato per funzionare.
C'e' una spazzola che sfrega una striscia di gomma e la carica elettrostaticamente. Ma c'e' una SECONDA spazzola che preleva le cariche dalla gomma, dentro la grossa sfera metallica in cima: gli elettroni non ci arrivano da soli, alla sfera. Nella camera a vuoto del filmato, la spazzola non c'e'.
Per inciso: e' vero che si possa usare un Van de Graaf per produrre raggi X (o per accelerare particelle). C'e' un'installazione simile ai Laboratori Nazionali del Sud, a Catania (a dir la verita', i Van de Graaf sono due, in una configurazione detta Tandem, e vengono usati come iniettori per un ciclotrone; ci ho lavorato).

Tutto questo pero' potrebbe proprio rappresentare il fenomeno sino ad ora inspiegato e che hanno studiato nell'esperimento.

Vediamo invece le cose che mi sembrano strane e mi fanno pensare piu' al gioco di prestigio che all'esperimento scientifico.

Nel filmato e nell'articolo, si parla di raggi X a 15KeV. Che e' proprio pochino. Siamo nel campo dei raggi X molli (ma cosi' molli, che si piegano da soli :P)
Per confronto, una tipica macchina radiografica per i dentisti (a questo link) emette a 60 o 70KeV.
Quindi:
1) il contatore Geiger che vediamo nel filamto (e che si merita anche un'altra serie di commenti piu' oltre) e' un vecchio giocattolo da guerra fredda, che dovrebbe essere sensibile agli X a partire da circa 40KeV. Non che sotto sia completamente cieco, ma sottostima di brutto. A 15 KeV, se il Geigerino dice 40 CPS, in realta' ce ne sono almeno 200. Quindi, o il tizio che lo tiene in mano per almeno una decina di secondi nel corso del filmato e' autolesionista, o non stiamo vedendo quello che ci vogliono far credere di vedere.
2) Se hanno detto che le emissioni sono a 15 KeV, di sicuro non l'hanno stabilito con quel Geiger. Ha ragione giovanni getto: deve esserci qualcosa di altro presente e che non vediamo: uno spettrometro? Una camera a ionizzazione? Siamo nel 21o secolo, quindi opterei per qualcosa di decentemente moderno, e presente in tutti i laboratori nucleari: un rivelatore al silicio che dia una curva E/deltaE e permetta di caratterizzare l'emissione. Questo perche' un Geiger dice che c'e' un evento ma, per come e' costruito, non puo' dirci che energia abbia.

Una macchina per radiografie ha un'emissione decentemente monoenergetica (quasi tutto quello che esce, esce esattamente a, per dire, 70 KeV) e molto focalizzata. Persino quella originale di Roentgen, che era del tipo a catodo freddo e anodo fermo (quelle di oggi sono a catodo caldo e anodo rotante: al di la' dei paroloni, sono accorgimenti per ottenere fasci monoenergetici molto stretti e potenti), persino quella, dicevo, si puo' considerare come una sorgente puntiforme.
Dato che non credo che dallo scotch esca un fascio stretto, ma tutt'al piu' una nuvola di elettroni, e dato che il "bersaglio" per generare i raggi X sarebbe tutta la carcassa della camera a vuoto, non mi aspetto affatto una sorgente puntiforme. Dovrebbe essere tutta la superficie interna della camera a emettere (e non una zona di una frazione di millimetro quadro, come nel caso di Roentgen). Inoltre, se la lastra e' stata presa appoggiando il dito sul plexiglass, la lastra e' praticamente DENTRO l'emettitore (ok, molto molto vicina).
Tutto questo dovrebbe portare ad avere una lastra che presenta un'ombra confusa e per niente definita. Qui si vedono le ossa e persino un'idea dei tessuti molli!
La situazione e' paragonabile a quella che si ottiene ponendo una mano sotto una lampadina a incandescenza appesa al soffitto.
Se la avvicino al pavimento, vedo un'ombra abbastanza netta e distinguibile.
Se adesso invece metto la mano sotto a un tubo al neon di quelli a forma di ciambella appeso a pochi centimetri dal pavimento, l'ombra praticamente sparisce.
En passand, ha ragione giovanni getto a dire che bisogna calibrare correttamente l'emissione per attraversare la carne ma non l'osso. Ma, per fortuna, la differenza nell'opacita' tra carne e osso per i raggi X e' di 1 ordine di grandezza, per cui, per ottenere un'ombra dell'osso su una lastra da dentista, non occorre molta precisione nel beccare l'energia giusta. Se si vuol fare una lastra con un qualche valore diagnostico (e senza far venire un cancro al paziente, ma qui centra anche l'intensita' oltre all'energia), ovviamente, il discorso cambia.

La lastra che mostrano nell'articolo (la stessa che ho postato Paolo) mi sembra sospetta anche per un altro motivo.
L'osso e' estremamente netto e preciso e, soprattutto, appare uniforme.
In una lastra di quelle tradizionali, invece, si vede (in una certa misura) anche attraverso l'osso. Ci sono zone piu' dense (i bordi) e meno dense (verso il centro), ci sono particolari intermedi tra le carni e l'osso (le cartilagini). Qui invece l'osso e' una netta obra grigia (senza cartilagini tra falangina e falangetta: lo stacco e' netto), mentre altrettanto netta e' l'ombra dei tessuti molli. Un effetto simile si potrebbe ottenere, presempio, ritagliando una sagoma da un foglio di alluminio per l'osso, due o tre sagome di cartoncino sovrapposte per la carne e radiografando il tutto con una sorgente di taratura per i contatori Geiger.
Quest'ultimo mio commento e' da prendere con le pinze: non sono un medico e ci vorrebbe un radiologo tra chi ci legge per dire se ho preso un granchio. Tra l'altro, questo e' proprio un punto che non si puo' ne' confermare ne' smentire senza accesso agli originali delle lastre.

A proposito di lastre da dentista, poi: sono fatte per essere sensibili a circa 70 KeV, non a 15 KeV.
Quindi: meccanismo di emissione poco efficiente (lo scotch, che di sicuro non succhia i 2 Kw di una normale lampada X), lastra non ottimizzata per quell'energia, nessuna focalizzazione del fascio. Mettiamo tutto assieme: quanto ce l'ha tenuto il dito sul plexiglass, quel signore? Due giorni? E, alla fine, brillava al buio pure lui?

Torniamo un momento sul contatore Geiger.
Dicevo che quello e' un vecchio giocattolo da guerra fredda (mi sembra proprio questo, venduto in un catalogo per ghostbusters!) e non certo uno strumento che uno si aspetterebbe in un laboratorio scientifico.
Questo lo posso dire anzitutto per la scala che ci viene mostrata sul quadrante. mR/h?!?! Ma se sono almeno trent'anni che si usano i microSievert/ora! Il Roengen non e' un'unita' SI (Sistema Internazionale). Sarebbe come se un chimico misurasse ancora i reagenti in grani, invece che in grammi o in moli.
Inoltre, in realta' nel filmato non sappiamo cosa stia misurando.
Sul quadrante si vedono due scale: colpi al secondo (CPS) e mR/h. Quello strumento ha un selettore per convertire da una all'altra e per decidere se il fondoscala e' quello o se sia diviso per 10 (o per 100). Cioe', l'ago puo' indicare un fondoscala di 50 CPS, 500 CPS, 0,5 mR/h o 0,05 mR/h. Almeno (se l'ho identificato correttamente, ci sono otto scale). Nel video si vedono due selettori, ma la risoluzione non e' sufficiente per capire come siano impostati.
Su cosa era settato nel filmato?
Faccio un'ipotesi. Fondoscala sui 500 CPS.
In effetti, questo mi darebbe una lettura di circa 400 CPS, che e' piu' o meno 5 volte il fondo naturale dalle mie parti. Un'intensita' alta per un fenomeno naturale, ma schifosamente bassa per un apparecchio radiologico.
Pero'...
Sarebbe compatibile con la sorgente di taratura di cui parlavo prima.
La mia ipotesi e' che per fare il filmato e per scattare la radiografia abbiano appunto usato una di queste sorgenti.
Un'altro indizio in questa direzione?

Verso la fine del filmato, nel punto in cui dicono che fanno una prova con un tipo diverso di scotch per vedere cosa succede.
Montano il nuovo rotolo di scotch.
Fanno il vuoto e accendono la macchina.
Sono tutti eccitati e uno dice: "Beh, almeno c'e' luce". "Si, tanta luce", replica un'altro.
Quindi , se c'e' luce dallo scintillatore, ci devono essere anche i raggi X.
Uno di loro accende il Geiger e lo accosta da di lato alla camera a vuoto. Giustamente, pochi conteggi.
Poi lo sposta sopra. A macchina accesa e dopo che hanno detto "c'e' luce".
Pochi conteggi! Ma come, non doveva emettere raggi X, quel coso?
Dopo qualche secondo, improvvisamente, l'ago schizza a fondo scala.
Cosi', di botto.
Come se qualcuno avesse tirato fuori da un cassettino la nostra sorgente di taratura. E infatti le mani del secondo tizio sono dietro la camera e non si vede cosa stia facendo.

Poi, magari, sono io che sono un malfidente cronico e dovro' scrivere una lettera di scusa agli autori dell'articolo.
Ma, per il momento, resto della mia idea che l'articolo sia probabilmente una cosa seria mentre il filmato sia un trucco da prestigiatore.
Tra l'altro, una sorgente la si puo' comprare su Internet per poche decine di Euro: costa meno di quel Geiger giocattolo che hanno usato.


Alla fine, un leggero fuori tema.
Tutte quelle ciance sul rimpiazzare le macchine per radigrafie per il terzo mondo sono, appunto, ciance.
Non e' la disponibilita' di corrente elettrica a limitare la diffusione delle macchine radiologiche nel terzo mondo. Ce ne sono modelli portatili a batteria nelle corsie di qualunque ospedale (vanno con le batterie dei muletti).
E' che, oltre al costo della macchina in se, c'e' anche il costo e la disponibilita' delle pellicole, dei reagenti, dei tecnici per la manutenzione e la taratura periodiche, dei radiologi che le sappiano usare e, non ultimo, dei medici che se ne facciano qualcosa delle informazioni cosi' ottenute.

Grazie a tutti per la pazienza nel seguire questo post spropositato e buona serata.

@Paolo: se stavolta ho esagerato in lunghezza, fammelo sapere. Scusa e grazie per l'ospitalita'.

Giovanni Getto ha detto...

>le "lacune" si formano nel reticolo
>cristallino di un semiconduttore
uhm, le lacune si formano ogni qualvolta un elettrone abbandona la sua sede. lacuna, nel senso letterale del termine, significa carenza, mancanza. d'accordo che il termine si usa 'tecnicamente' in elettronica per i semiconduttori, mi sembrava chiaro l'uso in questo caso, no?
e... si, decisamente sono gli elettroni che viaggiano.

@dario. raggi x da eventi orbitali. raggi gamma da eventi nucleari. se guardi le tabelle di decadimento naturale troverai una paccata di emissioni x senza nessun intervento artificiale

l'ipotesi che faccio è che srotolando il nastro, tra il collante (che si srotola) e la parte plastica che rimane arrotolata si crea ionizzazione --> ddp --> (con il vuoto) viaggio di elettroni di ritorno alla parte plastica (supponiamo) da cui la produzione di x.

lo spettro in uscita nelle macchine per radiodiagnostica non è monoenergetico (magari): ha la tipica forma del fascio di bremstrahlung filtrato più qualche picco k. rimane il fatto: focalizzazione, filtrazione, ottimizzazione di tensione e corrente ci vogliono per una lastra almeno decente.

>Ma, per fortuna, la differenza
>nell'opacita' tra carne e osso per i
>raggi X e' di 1 ordine di grandezza
questo non mi è chiaro. se parli della densità di annerimento della pellicola, questo dipende da kV e corrente. se parli della densità dei tessuti, l'osso è circa il doppio del resto.

>mR/h?!?!
gli americani hanno ancora adesso una gran passione per i roentgen, adorano distinguersi (forse anche gli inglesi)

MA LA COSA CHE MI STUPISCE DI PIU' E' CHE SI AFFERMI CHE TRA GLI ESTREMI DEL NASTRO SI FORMINO 15.000 VOLT?!? va bene che nel vuoto scaricano, ma quelli dovrebbero formarsi anche in atmosfera. 15.000 V srotolando un nastro di scotch... ehm... con buon spirito scientifico (misto tra scetticismo e apertura mentale) attendiamo silenziosamente evidenze

Dario ha detto...

@giovanni getto
ha la tipica forma del fascio di bremstrahlung filtrato più qualche picco k.

Hai ragione e ne cosciente.
Mi sa che col mio post ho causato un piccolo equivoco.

Intendevo dire che in una macchina per radiografie l'anodo e' portato ad un potenziale ben preciso e regolato con cura (anche se pure in queste condizioni gli elettroni non vengono sparati tutti con la stessa energia).
Lo spettro di emissione che si ottiene, quindi, e' sparpagliato intorno a quell'energia.

Nel caso dello scotch, come hai fatto notare anche tu e come hanno detto nel filmato, ci si puo' apsettare elettroni a qualsiasi energia ta pochi eV e 100 KeV: molto ma molto meno "monocromatico" della lampada X.

Il senso del mio post, comunque, era che secondo me nel filmato:
1) hanno usato una sorgente di taratura per radiografare una sagoma di alluminio e cartoncino.
2) hanno usato la stessa sorgente per far "ballare" il Geiger.

Spero di sbagliarmi.
Ciao a tutti.

Pietro ha detto...

Auz auz, vedo che il livello della discussione si fa tecnico, il che è bene... ma io non capisco più niente! :)

Tuttavia, le poche radiografie che ho visto in vita mia erano ben più leggibili di quelle in oggetto.

Non potendo seguirvi oltre sul tecnico, vado sul motivazionale.
E' vero che gli scienziati hanno senso dell'umorismo, ma perché Nature avrebbe pubblicato la bufala?
Pubblicità?
Ma Nature si rivolge ad un pubblico che certamente tiene in considerazione la credibilità di una rivista. Sarebbe pubblicità negativa!

Continuo a pensare che sta cosa sia vera.

tech ha detto...

che bello