23 Janvier 1896 – Annonce de la découverte des rayons X par Roentgen

Avec les rayons X et la radiologie, Röntgen bouscule le monde Rayons X : Nature, Domaine Et DécouverteFin 1895, Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), physicien allemand, découvre quasiment par hasard les rayons X. Une découverte qui va révolutionner la compréhension du monde dans lequel nous vivons. Elle sera couronnée par le premier prix Nobel de physique décerné en 1901. Le 28 décembre 1895, le physicien allemand Wilhelm Conrad Röntgen publie dans le bulletin de la Société physico-chimique de Würzburg un article intitulé « À propos d’une nouvelle sorte de rayons». L’article présente une image du squelette d’une main vivante effectuée grâce à ce rayonnement.Directeur de l’Institut de physique de Würzburg, Röntgen cherche à élucider la nature de l’électricité et étudie la lumière fluorescente émise lors du passage d’un courant électrique dans une ampoule contenant un gaz à basse pression (tube de Crookes). Dans une expérience réalisée en chambre noire, Röntgen observe un phénomène de fluorescence de la plaque photographique à distance du tube de Crookes alors même que celui-ci est recouvert de carton noir. Il observe aussi que ce phénomène persiste s’il interpose des objets entre le tube et la plaque : quand une main vivante est interposée, son squelette devient visible. Röntgen en déduit qu’un rayonnement invisible d’origine inconnue est émis et lui donne le nom de rayons X (dénomination d’une inconnue en mathématiques).Le 2 mars 1896, le physicien français Henri Becquerel communique à l’Académie des sciences la découverte de la radioactivité, émission naturelle par l’uranium d’un rayonnement tout aussi invisible et pourtant différent des rayons X. En fait, les deux découvertes sont liées : apprenant la découverte des rayons X, Becquerel a l’idée de comparer la fluorescence observée sur plaque photographique des sels d’uranium après leur exposition au soleil et celle des rayons X. Un jour sans soleil, il abandonne ses échantillons dans un tiroir et découvre le lendemain que le phénomène qu’il étudie persiste. Il en conclut que l’uranium émet spontanément des rayons pénétrants invisibles. En un peu plus de deux mois, deux types de rayonnements nouveaux ont été découverts alors qu’en cette fin du XIXe siècle personne n’a l’idée que de tels rayonnements invisibles puissent exister. Et personne ne sait encore en quoi ils consistent ni à quels mécanismes ils sont dus.Un an plus tard, des travaux similaires conduisent le physicien britannique Thomson à la découverte de l’électron, ce qui élucide enfin la nature du courant électrique. La compréhension de l’origine des rayons X est alors rapide. Lors du passage du courant dans le tube de Crookes, des électrons émis de façon continue par la cathode entrent en collision avec l’anode et c’est lors de cette collision que des rayons X sont émis. La nature électromagnétique des rayons X est établie en 1912 par Von Laue, qui met en évidence la diffraction des rayons X par un cristal.  Les rayons X et la radioactivité sortent immédiatement des laboratoires de physique pour révolutionner la médecine. La radiologie bouleverse le diagnostic et le suivi de la tuberculose, fléau de cette fin de siècle, et sauve des milliers de vies de soldats blessés lors de la Première Guerre mondiale, permettant aux chirurgiens de repérer les dégâts osseux et de les réparer, de mettre en évidence les balles et les éclats d’obus et de guider leur extraction. En contrepartie, des effets biologiques néfastes des rayons X à fortes doses sont observés et les premières recommandations de radioprotection apparaissent. La radiologie médicale se développera de façon continue tout au long du siècle pour le plus grand bénéfice des patients du fait de son efficacité pour contribuer au diagnostic des maladies et au suivi de leur évolution.Trois grandes applications majeures des rayons X méritent d’être citées.  Le scanner X, mis au point en 1972 par Godfrey Hounsfield et Allan Cormack, a révolutionné la pratique médicale en permettant l’obtention d’images en coupes tomographiques beaucoup plus précises, reconstruites par ordinateur à partir des images obtenues en tournant autour du patient.  Les accélérateurs linéaires d’électrons, qui permettent d’obtenir de puissants faisceaux de rayons X de haute énergie, se sont imposés aujourd’hui en radiothérapie pour le traitement des cancers.  Enfin, la cristallographie par diffraction des rayons X a contribué à la découverte de la structure de l’ADN et sert notamment à la détermination de la structure 3D des protéines.  La découverte des rayons X, tardive dans l’histoire de la physique (l’électricité et le magnétisme sont connus depuis longtemps), a révolutionné la compréhension du monde dans lequel nous vivons. Le comité Nobel avait largement anticipé l’importance de cette découverte en décernant à Röntgen le premier prix Nobel de physique en 1901. Et cent vingt ans après la découverte de Röntgen, les rayons X continuent de changer le monde.

L’expérience de RöntgenLe 8 novembre 1895, Röntgen enveloppe d’un carton noir un tube de Crookes alimenté par une bobine de Ruhmkorff, c’est à dire par un transformateur élévateur excité par des impulsions électriques récurrentes. Il se se produit donc, à chaque impulsion, une décharge électrique dans le gaz à basse pression remplissant le tube. Ayant placé ce tube dans l’obscurité, Röntgen observe une fluorescence sur un écran en papier recouvert de platinocyanure de baryum. Ce corps présente la propriété d’être fluorescent, c’est à dire d’émettre de la lumière lorsqu’il est excité par des photons. Cette fluorescence apparaît lorsque le papier est disposé à une distance inférieure à deux mètres du tube, et cela, même lorsque ce papier est protégé par l’interposition d’un carton noir. Röntgen en conclut qu’une radiation invisible de nature inconnue, qu’il nomme rayonnement X, est produite par le tube et est la cause de la fluorescence observée.Le tube de Crookes

Sir William Crookes (1832-1919) avait inventé un dispositif expérimental appelé aujourd’hui tube de Crookes (ou tube à décharge, tube à gaz ou tube à cathode froide), afin d’étudier la fluorescence de minéraux.

Ce tube est simplement une ampoule de verre comportant deux électrodes à ses extrémités : une cathode métallique, en aluminium, et une anode, qui sert de cible aux électrons. On fait le vide dans le tube mais il reste une pression d’air résiduelle de l’ordre de 100 Pa (environ un millième d’atmosphère). Une bobine d’induction est utilisée pour fournir une haute tension électrique entre anode et cathode. Il se produit alors une ionisation de l’air résiduel contenu dans le tube. Comme dans une pile, les ions positifs ainsi crées sont attirés par la cathode, qu’ils heurtent en arrachant d’autres électrons au métal de la cathode, eux-mêmes attirés par l’anode : avant la découverte de l’électron, on appelait « rayons cathodiques » le flux d’électrons arrivant sur l’anode ou sur la cible servant d’anode

Tube de Crookes (alimenté par une bobine de Ruhmkorff).Grâce au vide poussé au sein du tube, les électrons rencontrent peu de molécules sur leur trajet et conservent la grande vitesse (de l’ordre de 0,1c) acquise grâce au champ électrique. Certains dépassent l’anode et provoquent une fluorescence du verre, accentuée lorsque le fond du tube est recouvert d’un matériau fluorescent. La projection de l’ombre de la croix de Malte amena Hittorf (1824-1914) à émettre l’hypothèse que quelque chose se déplaçait de manière rectiligne au sein du tube, ce qui sera baptisé « rayon cathodique ».

En 1895, Röntgen a cinquante ans, c’est un savant chevronné, très fin expérimentateur qui a déjà à son actif de nombreux travaux. Voici comment il retrace sa découverte : Je m’intéressais déjà depuis longtemps aux rayons cathodiques, qui avaient été étudiés spécialement par Hertz et Lenard. … [Je] me proposais, dès que j’en aurais le temps, de réaliser quelques travaux personnels… Je trouvais le temps pour cela à la fin d’octobre 1895. … Je travaillais [le 8 novembre 1895 au soir] avec un tube de Hittorf-Crookes, lequel était entièrement entouré de papier noir. Un morceau de papier au platinocyanure de baryum se trouvait à côté sur la table. J’envoyais un courant à travers le tube et remarquais, en travers du papier, une ligne noire, particulière. Il était exclu que la lumière puisse venir du tube car il était entièrement recouvert de papier, et ce dernier ne laissait passer aucune lumière… Je pensais qu’il s’agissait… de quelque chose de nouveau, mais encore inconnu. 5Il s’aperçoit que, si l’on interpose la main entre le tube et l’écran, on voit apparaître les os de la main. Le soir du 22 décembre 1895, il appelle sa femme pour venir voir sa découverte extraordinaire, lui demande d’interposer sa main et réalise la toute première radiographie X qui nous soit parvenue.

Mais avec l’annonce par Wilhelm Conrad Röntgen en 23 janvier 1896 de la découverte d’un nouveau rayonnement capable de traverser les tissus vivants opaques, nous entrons dans une nouvelle ère du diagnostique médico-dentaire.

Wilhelm Röntgen (1845-1923) réalise le 22 décembre 1895 la première radiographie en se servant de la main de son épouse. Wilhelm Röntgen naît le 27 mars 1845 à Lennep, en Allemagne, de Charlotte Constanze Frowein et Friedrich Röntgen, manufacturier dans le domaine du textile. Sa famille déménage durant son enfance à Apeldoorn, aux Pays-Bas, et il entre alors à l’institut Martinus Herman van Doorn. Il intègre en 1862 l’école technique d’Utrecht, mais il en sera expulsé pour avoir caricaturé un professeur. Trois années plus tard, il entre à l’université d’Utrecht où il étudie la physique, avant d’entrer à l’école polytechnique fédérale de Zurich et de s’y consacrer au génie mécanique. C’est en 1869 qu’il soutient sa thèse avant de devenir l’assistant du professeur Kunt. C’est à la chaleur spécifique des gaz qu’est consacré le premier article qu’il publie en 1870, avant de s’intéresser à la conductivité thermale des cristaux, à l’influence de la pression sur l’indice de réfraction de certains fluides ou encore à l’influence magnétique sur les plans de la lumière polarisée. Pour autant, l’apogée de sa carrière sera marquée par ses travaux sur les rayons cathodiques qui le conduisent à faire la découverte d’une nouvelle catégorie de rayons. Sa carrière s’est conclue par l’attribution du prix Nobel de physique en 1901. Il est dans une certaine mesure le précurseur de nombreuses techniques d’imagerie actuelles, notamment médicales.

Wilhelm Röntgen (1845-1923)En 1896, Wilhelm Röntgen a fait pour la première fois une conférence-démonstration publique de son appareil à rayons X, à Würzburg, en Allemagne.

Wilhelm Conrad Röntgen était un physicien allemand qui a découvert la forme hautement pénétrante de rayonnement connue sous le nom de rayons X le 8 novembre 1895. Il a reçu le premier prix Nobel de physique (1901), « en reconnaissance des services extraordinaires qu’il a rendus par la découverte des rayons remarquables qui porteront son nom par la suite. Ce rayonnement à haute énergie, bien que d’abord appelé rayons de Röngen, est devenu connu sous le nom de rayons X. Sa découverte a initié des améliorations révolutionnaires dans la réalisation de diagnostics médicaux et a permis de nombreuses nouvelles avancées en physique moderne..

https://www.humanite.fr/avec-les-rayons-x-et-la-radiologie-rontgen-bouscule-le-monde-588964

https://www.todayinsci.com/2/2_10.htm#death