Dos Raios-X ao Espaço, para a Humanidade

A descoberta dos Raios-X foi um dos feitos científicos com maior impacto imediato na sociedade, na Ciência, na população literada e não literada, ou seja, na Humanidade. Sabe a origem do nome e o ano deste importante acontecimento?

Em 1895, Wilhelm Conrad Röentgen (1845-1923), físico e engenheiro mecânico alemão, publicou a 1ª descrição sobre um novo tipo de radiação, que denominou raios X, devido ao desconhecimento da natureza dessa radiação, por parte da comunidade científica da época.

A descoberta ocorreu quando Röentgen estudava o fenómeno da luminescência produzida por raios catódicos num tubo de vidro de Crookes (Fig. 1), inventado em 1875 por Sir William Crookes. Este químico e físico inglês do Royal College of Chemistry (Londres) trabalhou em espetroscopia, sendo pioneiro dos tubos de vácuo. Estes continham um gás rarefeito (gás a baixa pressão) que era submetido a alta tensão por uma descarga elétrica (como no tubo de imagem de uma televisão), e por meio de duas placas metálicas carregadas com cargas diferentes e localizadas no fundo e na frente da ampola (Fig. 1). Quando a diferença de potencial entre as placas era suficientemente grande, os eletrões emitidos pelo cátodo (placa carregada negativamente) colidiam com moléculas do gás, ocorrendo a sua ionização e/ou libertação de luz devido às transições eletrónicas dos átomos do gás, iluminando assim toda a ampola.

Na experiência pioneira de Röentgen, a ampola, ou tubo, foi envolvida numa caixa revestida por um filme negro e guardada numa câmara escura, com um pedaço de papel recoberto de platinocianeto de bário (o papel fotográfico). Quando era fornecida energia cinética aos eletrões do tubo, estes emitiam uma radiação que marcava a chapa fotográfica. Intrigado, Röentgen resolveu colocar entre o tubo de raios catódicos e o papel fotográfico alguns corpos opacos à luz visível e observou que diminuíam, mas não eliminavam, a chegada desta estranha radiação até à placa de platinocianeto de bário, indicativo de um alto poder de penetração da radiação. Após exaustivas experiências com objetos inanimados, Röntgen pediu à esposa que colocasse a mão entre o dispositivo e o papel fotográfico e o resultado foi uma foto que revelou a estrutura óssea interna da mão humana (Fig. 1), a primeira radiografia, nome dado pelo cientista à sua descoberta, em 8 de novembro de 1895. Posteriormente, os cientistas perceberam que a em exposição sem proteção causava vermelhidão, ulcerações e empolamento da pele, e em casos mais graves, poderia causar sérias lesões cancerígenas, necrose e leucemia, e morte.

Os raios X podem definir-se como uma radiação eletromagnética, invisível, capaz de atravessar corpos opacos e impressionar as películas fotográficas. O comprimento de onda é entre 10 a 0.1 nanómetros, correspondente às frequências na faixa de 30 a 3000 Hz (de 50 a 5.000 vezes a frequência da luz visível). São da mesma natureza que as ondas de rádio, ondas de micro-ondas, raios infravermelhos, luz visível, raios ultravioletas e raios gama.

Os raios X tiveram grande impacto no progresso da Humanidade, revolucionando os campos da física, da medicina e da odontologia, pois finalmente era possível “observar” os pacientes por dentro! Em menos de um ano as suas potencialidades, principalmente no campo da imagem médica, pesquisa de diagnóstico e terapia do ser humano, eram aclamadas mundialmente, valendo ao cientista Röentgen, em 1901, a atribuição do Prémio Nobel da Física, o primeiro, inaugural. Com o passar dos anos, a técnica evoluiu e assumiu um alcance universal, o que ainda hoje é unanimemente reconhecido, ao contrário de outras descobertas científicas atuais, como a aceitação dos efeitos benéficos da vacinação anti-Covid19.

O modelo da Fig. 1, com o n.º de inventário FIS.1207, pertence à coleção de Física do MCUC e encontra-se atualmente em reserva.

Um outro feito do século seguinte e que marca a História da Humanidade prende-se com a chegada do Homem à Lua, no dia 20 de julho de 1969.

Neil Armstrong foi o primeiro homem a pousar na Lua acompanhado por Edwin Buzz Aldrin e Michael Collins, a tripulação da nave espacial Apolo 11, lançada do Centro Espacial Kennedy, onde, decorridos 28 anos, foi lançada a nave Cassini-Huygens, a 15 de outubro de 1997.

O projeto Cassini-Huygens, uma colaboração entre a NASA, ESA (Agência Espacial Europeia) e ASI (Agência Espacial Italiana), consiste em dois elementos principais, a sonda Cassini e a sonda Huygens (nomeada em honra do astrónomo holandês do século XVII, Christiaan Huygens, que descobriu a lua Titã do planeta Saturno). A sonda Huygens (modelo na Fig. 2) é uma sonda de entrada na atmosfera de Titã, transportada como parte da missão Cassini-Huygens, enviada ao planeta Saturno e ao seu sistema planetário, e que, ao contrário da Apollo 11, é uma missão espacial não-tripulada.

A nave entrou na órbita de Saturno a 1 de julho de 2004 e continua em operação e estudo do planeta, satélites naturais, heliosfera e em teste da Teoria da Relatividade. Huygens separou-se do orbital Cassini a 25 de dezembro de 2004, e aterrou em Titã a 14 de janeiro de 2005.

Este objeto (Fig. 2) é um modelo da sonda Huygens patente na exposição permanente “Segredos da Luz e da Matéria”, no Laboratorio Chimico do MCUC.