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FISICA/ All’Università della Calabria è nata una STAR (dei raggi X)

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Un nuovo tipo di sorgente di raggi X, chiamata STAR (Southern Europe Thomson source for Applied Research), è in corso di costruzione presso l’Università della Calabria a Cosenza. È un fatto importante per la ricerca italiana, cerchiamo di capire il perché.

Cominciamo con il parlare dei raggi X, onde elettromagnetiche dello stesso tipo della luce visibile o delle microonde dei telefoni cellulari ma molto più penetranti. Scoperti quasi per caso alla fine del 1800 da Wilhelm Roentgen, si sono subito imposti come un mezzo insostituibile per guardare all’interno delle cose, si trattasse del corpo umano o di pezzi meccanici. Oggi sono uno strumento fondamentale per la medicina, per la scienza di base e per la tecnologia e per produrli ci sono due tipi di strumento, i tubi a raggi X e i sincrotroni.

In entrambi i casi per produrre i raggi X si utilizza un fascio di elettroni che si propaga nel vuoto, ma i principi fisici coinvolti sono molto diversi. I tubi a raggi X sono strumenti semplici ed economico nel quali il fascio di elettroni viene lanciato contro un elemento metallico, il catodo, e a seguito della brusca frenata che subiscono gli elettroni emettono i raggi X.

In questo modo si producono raggi X di scarsa qualità nel senso che non è possibile controllare la loro lunghezza d’onda (l’equivalente del colore nel caso della luce visibile) e nemmeno la direzione di uscita dal momento che vengono emessi in tutte le direzioni. Molto più “raffinati” sono i raggi X prodotti con i sincrotroni dove gli elettroni, dotati di energie molto più grandi, si muovono lungo una traiettoria chiuse e ogni volta che cambiano direzione emettono raggi X lungo una direzione molto precisa e con caratteristiche ben definite. Il problema è che i sincrotroni sono grandi impianti dai costi molto elevati, molte centinaia di milioni di euro per costruirne uno. Una terza via, che si colloca a metà strada tra i tubi a raggi X e i sincrotroni, potrebbe essere quella basata su un principio fisico del tutto diverso, il cosiddetto “effetto Thomson” (da cui la T di STAR). Si tratta di inviare la luce prodotta da un laser contro il solito fascio di elettroni e questo fa si che la luce visibile del laser venga trasformata in radiazione X. Questo modo di generare i raggi X offre molti vantaggi. Innanzitutto bisogna osservare che le proprietà dei raggi X generati discendono direttamente da quella della luce del laser.



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