8 novembre 1895 – Découverte du rayon X

Le physicien allemand Wilhelm Röntgen produit et détecte un rayonnement électromagnétique dans une gamme de longueurs d’onde aujourd’hui connue sous le nom de rayons X ou rayons RöntgenLe physicien allemand, Wilhelm Conrad Röntgen(1845-1923), découvre des rayons invisibles de nature inconnue, qu’il appelle rayons X. La découverte, qui permet au savant de réaliser les premières radiographies des os à l’intérieur d’un être vivant, ouvre la voie à la radiologie, en plus d’avoir une très grande importance quant au développement ultérieur de toute la physique. À l’époque, les radiologues ne connaissaient pas les risques de la radiodermite et ne se protégeaient pas contre les rayons. Les patients devaient quant à eux garder la pose pendant plus de 20 minutes. Röntgen recevra en décembre 1901 le premier prix Nobel de physique.Un scientifique allemand découvre les rayons X Le 8 novembre 1895, le physicien Wilhelm Conrad Röntgen devient la première personne à observer les rayons X, une avancée scientifique significative qui profitera finalement à une variété de domaines, principalement la médecine, en rendant visible l’invisible. La découverte de Röntgen s’est produite accidentellement dans son laboratoire de Wurzburg, en Allemagne, où il testait si les rayons cathodiques pouvaient traverser le verre lorsqu’il a remarqué une lueur provenant d’un écran à revêtement chimique à proximité. Il a surnommé les rayons qui ont causé cette lueur rayons X en raison de leur nature inconnue. Les rayons X sont des ondes d’énergie électromagnétique qui agissent de la même manière que les rayons lumineux, mais à des longueurs d’onde environ 1 000 fois plus courtes que celles de la lumière. Röntgen s’est enfermé dans son laboratoire et a mené une série d’expériences pour mieux comprendre sa découverte. Il a appris que les rayons X pénètrent dans la chair humaine mais pas dans les substances de densité plus élevée telles que les os ou le plomb et qu’elles peuvent être photographiées. La découverte de Röntgen a été qualifiée de miracle médical et les rayons X sont rapidement devenus un outil de diagnostic important en médecine, permettant aux médecins de voir à l’intérieur du corps humain pour la première fois sans intervention chirurgicale. En 1897, les rayons X ont été utilisés pour la première fois sur un champ de bataille militaire, pendant la guerre des Balkans, pour trouver des et des os brisés à l’intérieur des patients.Les scientifiques ont été rapides à réaliser les avantages des rayons X, mais plus lents à comprendre les effets nocifs des rayonnements. Au départ, on croyait que les rayons X traversaient la chair de manière aussi inoffensive que la lumière. Cependant, en quelques années, les chercheurs ont commencé à signaler des cas de brûlures et de lésions cutanées après exposition aux rayons X, et en 1904, l’assistant de Thomas Edison, Clarence Dally, qui avait beaucoup travaillé avec les rayons X, est décédé d’un cancer de la peau. La mort de Dally a poussé certains scientifiques à commencer à prendre plus au sérieux les risques liés aux radiations, mais ils n’étaient toujours pas pleinement compris.Au cours des années 30, 40 et 50, en fait, de nombreux magasins de chaussures américains proposaient des fluoroscopes adaptés aux chaussures qui utilisaient des rayons X pour permettre aux clients de voir les os de leurs pieds ; ce n’est que dans les années 1950 que cette pratique a été jugée risquée. Wilhelm Röntgen a reçu de nombreuses distinctions pour son travail, dont le premier prix Nobel de physique en 1901, mais il est resté modeste et n’a jamais tenté de faire breveter sa découverte. Aujourd’hui, la technologie des rayons X est largement utilisée en médecine, dans l’analyse des matériaux et dans les appareils tels que les scanners de sécurité des aéroports.8 novembre 1895 : découverte des rayons X par RoentgenPeu de percées scientifiques ont eu un impact aussi immédiat que la découverte des rayons X par Wilhelm Conrad Roentgen, un événement capital qui a instantanément révolutionné les domaines de la physique et de la médecine. Les rayons X ont émergé du laboratoire et se sont répandus dans un saut étonnamment bref : moins d’un an après l’annonce par Roentgen de sa découverte, l’application des rayons X au diagnostic et à la thérapie était une partie établie de la profession médicale. La carrière scientifique de Roentgen a été semée d’embûches. En tant qu’étudiant en Hollande, il a été expulsé de l’école technique d’Utrecht pour une farce commise par un autre étudiant. Son absence de diplôme l’a d’abord empêché d’obtenir un poste à l’Université de Würzburg même après avoir obtenu son doctorat, bien qu’il ait finalement été accepté. Ses expériences à Würzburg se sont concentrées sur les phénomènes lumineux et d’autres émissions générées par la décharge de courant électrique dans les soi-disant «tubes de Crookes», des ampoules en verre avec des électrodes positives et négatives, évacuées d’air, qui affichent une lueur fluorescente lorsqu’un courant à haute tension est ce traversé. Il s’est particulièrement intéressé aux rayons cathodiques et à l’évaluation de leur portée en dehors des tubes chargés.Le 8 novembre 1895, Roentgen remarqua que lorsqu’il protégeait le tube avec du carton noir épais, la lumière fluorescente verte faisait briller un écran de platinobarium à neuf pieds de distance – trop loin pour réagir aux rayons cathodiques tels qu’il les comprenait. Il a déterminé que la fluorescence était causée par des rayons invisibles provenant du tube de Crookes qu’il utilisait pour étudier les rayons cathodiques (plus tard reconnus comme des électrons), qui pénétraient le papier noir opaque enroulé autour du tube. D’autres expériences ont révélé que ce nouveau type de rayon était capable de traverser la plupart des substances, y compris les tissus mous du corps, mais laissait les os et les métaux visibles. L’une de ses premières plaques photographiques de ses expériences était un film de la main de sa femme Bertha, avec son alliance clairement visible.Pour tester ses observations et améliorer ses données scientifiques, Roentgen s’est plongé dans sept semaines d’expériences méticuleuses planifiées et exécutées. Le 28 décembre, il soumit sa première communication « provisoire », « Sur un nouveau type de rayons », dans les Actes de la Société physico-médicale de Würzburg. En janvier 1896, il fait sa première présentation publique devant la même société, après sa conférence avec une démonstration : il fait une plaque de la main d’un anatomiste assistant, qui propose que la nouvelle découverte soit nommée « Rayons de Roentgen ». La nouvelle se répandit rapidement dans le monde entier. Thomas Edison était parmi ceux désireux de perfectionner la découverte de Roentgen, développant un fluoroscope portable, bien qu’il n’ait pas réussi à fabriquer une «lampe à rayons X» commerciale à usage domestique. L’appareil pour produire des rayons X fut bientôt largement disponible et des studios s’ouvrirent pour prendre des « portraits d’os », alimentant davantage l’intérêt et l’imagination du public. Des poèmes sur les rayons X sont apparus dans des revues populaires et l’utilisation métaphorique des rayons est apparue dans les caricatures politiques, les nouvelles et la publicité. Les détectives ont vanté l’utilisation d’appareils Roentgen pour suivre les conjoints infidèles, et des sous-vêtements en plomb ont été fabriqués pour déjouer les tentatives de regarder avec des « lunettes à rayons X ».Aussi frivoles que puissent paraître de telles réactions, la communauté médicale a rapidement reconnu l’importance de la découverte de Roentgen. En février 1896, les rayons X trouvaient leur première utilisation clinique aux États-Unis à Dartmouth, MA, quand Edwin Brant Frost a produit une plaque de la fracture de Colles d’un patient pour son frère, un médecin local. Bientôt, des tentatives ont été faites pour insérer des tiges métalliques ou injecter des substances radio-opaques pour donner des images claires des organes et des vaisseaux, avec des résultats mitigés. La première angiographie, les rayons X à images animées et la radiologie militaire ont été réalisées au début de 1896.En plus des pouvoirs diagnostiques des rayons X, certains expérimentateurs ont commencé à appliquer les rayons pour traiter la maladie. Depuis le début du XIXe siècle, l’électrothérapie s’est avérée populaire pour le soulagement temporaire de douleurs réelles et imaginaires. Le même appareil pourrait générer des rayons X. En janvier 1896, quelques jours seulement après l’annonce des travaux de Roentgen, un électrothérapeute de Chicago nommé Emil Grubbe irradia une femme atteinte d’un cancer récurrent du sein, et à la fin de l’année, plusieurs chercheurs avaient noté les effets palliatifs des rayons sur les cancers. D’autres ont trouvé des résultats remarquables dans le traitement des lésions de surface et des problèmes de peau tandis que d’autres ont étudié l’éventuelle action bactérienne des rayons. Les rayons X ont même trouvé des utilisations cosmétiques dans des cliniques dépilatoires établies aux États-Unis et en France.Roentgen a reçu le premier prix Nobel de physique en 1901 pour sa découverte. Lorsqu’on lui a demandé quelles étaient ses pensées au moment de la découverte, il a répondu, fidèle à lui-même, « Je n’ai pas réfléchi, j’ai enquêté. » Aujourd’hui, Roentgen est largement reconnu comme un brillant expérimentateur qui n’a jamais recherché d’honneurs ou de profits financiers pour ses recherches. Il a rejeté un titre qui lui aurait permis d’entrer dans la noblesse allemande et a fait don de l’argent de son prix Nobel à son université. S’il a accepté le diplôme honorifique de docteur en médecine que lui a offert sa propre université, il n’a jamais déposé de brevet sur les rayons X, pour s’assurer que le monde puisse bénéficier librement de ses travaux. Son altruisme a eu un coût personnel considérable : au moment de sa mort en 1923, Roentgen était au bord de la faillite à cause de l’inflation qui a suivi la Première Guerre mondiale.

Bref historique des brevets sur les tubes à rayons XUn tube à rayons X est essentiellement un tube en verre sous vide qui produit des rayons X à partir de rayons cathodiques frappant une cible métallique. Ils ont été découverts par Wilhelm Conrad Röntgen à Würzburg, en Allemagne, le 8 novembre 1895, qui a publié le 28 décembre 1895. Cette découverte a joué un rôle dans le début de changements révolutionnaires dans la compréhension du monde physique. Le premier brevet a été publié le 21 mars 1896, en un temps record par Siemens & Halske (S&H) Company. Bientôt, d’autres brevets pour de nouvelles avancées ont été revendiqués. Un développement remarquable a été proposé par le brevet de William David Coolidge en 1913 avec General Electric (GE). Étonnamment, Röntgen n’a pas demandé de brevets pour les inventions basées sur ses découvertes et a fait don de l’argent de son prix Nobelà l’Université de Würzburg. Cet article présente un bref historique de cette découverte étonnante et de ses brevets connexes notables. Plus de 19 000 brevets ont été déposés dans le monde jusqu’en 2013 selon les recherches effectuées sur les bases de données de l’Office européen des brevets. Pour la même période, 277 brevets nommant Röntgen dans le titre ou le résumé et 648 utilisant Roentgen ont été publiés. Jusqu’à ce qu’on appelle l’âge d’or (années 1950), la plupart des brevets provenaient de sociétés telles que Philips, GE et Westinghouse, par une gamme d’inventeurs différents.

Dès 1879, de nombreux scientifiques se sont intéressés à la matière radiante nouvellement découverte décrite comme des rayons cathodiques – un flux d’électrons émis par une électrode comme l’a démontré Sir William Crookes. Au cours de l’hiver 1895, Wilhelm Conrad Röntgen (Fig. 1a) a étudié les effets externes des nouveaux types d’équipements à tube à vide. La raison précise pour laquelle Röntgen a commencé ces expériences n’est pas connue, peut-être simplement par curiosité scientifique. À dessein, il a acheté l’équipement approprié pour étudier les décharges électriques à haute tension dans de tels tubes de verre. Dans son laboratoire, il a remarqué de manière inattendue un écran de platinocyanure de baryum fluorescent alors qu’il générait des rayons cathodiques dans un tube de Crookes à 6 pieds. Cela créa sans doute un champ d’intérêt pour les expérimentateurs de l’époque. Il est important de noter que Joseph J. Thomson devait annoncer que les rayons cathodiques étaient constitués de particules appelées électrons seulement un an plus tard et recevoir un prix Nobel de physique en 1906 pour sa découverte. Ainsi Röntgen a émis l’hypothèse qu’un nouveau type de rayons pourrait être responsable d’un tel effet ; les nouveaux rayons ont été temporairement appelés rayons X, le X signifiant «inconnu».

Bientôt Röntgen a été nommé directeur de l’Institut de physique de Würzburg, puis recteur. Cependant, laissant de côté pour un temps ses devoirs envers l’université et envers ses étudiants, il passa les six semaines suivantes dans son laboratoire, entreprit un certain nombre d’expériences très systématiques travaillant seul et ne partageant rien avec ses collègues. Par exemple, il a remarqué que les rayons X n’étaient pas déviés par les champs magnétiques et qu’ils pénétraient de nombreux types de matière. Il a également enfermé le tube de verre dans du carton noir. A sa grande surprise, un écran fluorescent s’alluma. Tout en expérimentant avec l’écran, sa main est venu entre le tube et l’écran fluoroscopique, il a vu les os de sa propre main et a écrit à ce sujet.

Près de deux semaines après sa découverte, il a pris la toute première image radiographique de la main de sa femme Anna Bertha (Fig. 1b). La Société physico-médicale de Würzburg a été la première à entendre parler des nouveaux rayons capables de pénétrer le corps et de photographier ses os. Röntgen a écrit l’article Sur un nouveau type de rayons, dans lequel il a présenté une description qualitative et la production du nouveau rayonnement (Fig. 1c). Presque enterrés parmi d’autres explications dans cet article se trouvaient les mots ‘ Hält man die Hand zwischen den Entladungsapparat und den Schirm, Si l’on place la main entre le tube à décharge et l’écran, on peut voir les ombres sombres des os contre les ombres plus claires de la main. Cette seule description d’une expérience avec une main aura plus tard une influence incroyable sur le développement des nouveaux rayons pour des applications médicales. Quelques années plus tard, en 1901, il reçoit le premier prix Nobel de physique. Le prix était officiellement » en reconnaissance des services extraordinaires qu’il a rendus par la découverte des rayons remarquables qui porteront son nom ».

La nouvelle de ces rayons X nouvellement découverts a rapidement voyagé dans le monde scientifique et dans la presse populaire, et une vague d’expériences dans une multitude d’institutions scientifiques a commencé. Le nom de rayons X est resté, bien que malgré les grandes objections de Röntgen, nombre de ses collègues ont suggéré de les appeler rayons Röntgen. Ils sont encore désignés comme tels dans de nombreuses langues, dont l’allemand, le finnois, le russe, le japonais, le néerlandais et le norvégien. Le fait est que de nombreuses personnes ont immédiatement reconnu les implications médicales potentielles d’une telle technologie [5]. L’application clinique la plus ancienne et la plus évidente des rayons X était la détection et la caractérisation des fractures et des luxations.

Wilhelm Conrad Röntgen Biographique

Aucune description de photo disponible. Wilhelm Conrad Röntgen est né le 27 mars 1845 à Lennep dans la province du Bas-Rhin en Allemagne, en tant qu’enfant unique d’un marchand et fabricant de tissus. Sa mère était Charlotte Constanze Frowein d’Amsterdam, membre d’une vieille famille Lennep qui s’était installée à Amsterdam. Quand il avait trois ans, sa famille a déménagé à Apeldoorn aux Pays-Bas, où il est allé à l’Institut de Martinus Herman van Doorn, un internat. Il n’a montré aucune aptitude particulière, mais a montré un amour de la nature et aimait errer dans la campagne et les forêts. Il était particulièrement apte à fabriquer des artifices mécaniques, une caractéristique qui lui est restée également plus tard dans la vie. En 1862, il entra dans une école technique d’Utrecht, d’où il fut cependant injustement expulsé, accusé d’avoir réalisé une caricature de l’un des professeurs, ce qui fut en fait par quelqu’un d’autre.

Il entre ensuite à l’Université d’Utrecht en 1865 pour étudier la physique. N’ayant pas obtenu les diplômes requis pour un étudiant régulier et apprenant qu’il pouvait entrer à l’École polytechnique de Zurich en réussissant son examen, il réussit celui-ci et commença ses études en tant qu’étudiant en génie mécanique. Il a assisté aux cours donnés par Clausius et a également travaillé dans le laboratoire de Kundt. Kundt et Clausius ont exercé une grande influence sur son développement. En 1869, il obtient son doctorat à l’Université de Zurich, est nommé assistant de Kundt et se rend avec lui à Würzburg la même année, et trois ans plus tard à Strasbourg. En 1874, il obtient le titre de maître de conférences à l’Université de Strasbourg et en 1875, il est nommé professeur à l’Académie d’agriculture de Hohenheim dans le Wurtemberg. En 1876, il revient à Strasbourg comme professeur de physique, mais trois ans plus tard, il accepte l’invitation à la chaire de physique de l’Université de Giessen.

Après avoir décliné des invitations à des postes similaires dans les universités d’Iéna (1886) et d’Utrecht (1888), il l’accepte de l’université de Würzburg (1888), où il succède à Kohlrausch et retrouve parmi ses collègues Helmholtz et Lorenz. En 1899, il refusa une offre à la chaire de physique de l’Université de Leipzig, mais en 1900, il l’accepta à l’Université de Munich, à la demande spéciale du gouvernement bavarois, en tant que successeur d’E. Lommel. Ici, il est resté pour le reste de sa vie, bien qu’on lui ait offert, mais refusé, la présidence de la Physikalisch-Technische Reichsanstalt à Berlin et la chaire de physique de l’Académie de Berlin.

Le premier ouvrage de Röntgen est publié en 1870, traitant des chaleurs spécifiques des gaz, suivi quelques années plus tard d’un article sur la conductivité thermique des cristaux. Parmi les autres problèmes qu’il a étudiés figuraient les caractéristiques électriques et autres du quartz ; l’influence de la pression sur les indices de réfraction de divers fluides ; la modification des plans de lumière polarisée par des influences électromagnétiques ; les variations dans les fonctions de la température et de la compressibilité de l’eau et des autres fluides ; les phénomènes accompagnant l’étalement des gouttes d’huile sur l’eau.

Le nom de Röntgen, cependant, est principalement associé à sa découverte des rayons qu’il a appelés rayons X. En 1895, il étudie les phénomènes accompagnant le passage d’un courant électrique à travers un gaz à très basse pression. Des travaux antérieurs dans ce domaine avaient déjà été réalisés par J. Plucker (1801-1868), J. W. Hittorf (1824-1914), C. F. Varley (1828-1883), E. Goldstein (1850-1931), Sir William Crookes (1832 -1919), H. Hertz (1857-1894) et Ph. von Lenard (1862-1947), et par les travaux de ces scientifiques les propriétés des rayons cathodiques – nom donné par Goldstein au courant électrique établi dans les gaz hautement raréfiés par l’électricité à très haute tension générée par la bobine d’induction de Ruhmkorff – était devenu bien connu. Les travaux de Röntgen sur les rayons cathodiques l’ont cependant conduit à la découverte d’un type de rayons nouveau et différent.

Le soir du 8 novembre 1895, il constate que, si le tube à décharge est enfermé dans un carton noir épais et scellé pour exclure toute lumière, et s’il travaille dans une pièce sombre, une assiette en carton recouverte d’un côté de platinocyanure de baryum placée sur le trajet des rayons devenait fluorescente même lorsqu’elle se trouvait à deux mètres du tube à décharge. Au cours d’expériences ultérieures, il a découvert que des objets d’épaisseurs différentes interposés sur le trajet des rayons leur présentaient une transparence variable lorsqu’ils étaient enregistrés sur une plaque photographique. Wilhelm Conrad Röntgen (27 March 1845 – 10 February 1923) … | Flickr Lorsqu’il immobilisa quelques instants la main de sa femme dans le trajet des rayons au-dessus d’une plaque photographique, il observa après développement de la plaque une image de la main de sa femme qui montrait les ombres projetées par les os de sa main et celle d’un bague qu’elle portait, entourée de la pénombre de la chair, qui était plus perméable aux rayons et jetait donc une ombre plus faible. C’était le premier « röntgenogram » jamais pris. Dans d’autres expériences, Röntgen a montré que les nouveaux rayons sont produits par l’impact des rayons cathodiques sur un objet matériel. Leur nature étant alors inconnue, il leur donna le nom de rayons X. Plus tard, Max von Laue et ses élèves ont montré qu’ils sont de même nature électromagnétique que la lumière, mais n’en diffèrent que par la fréquence plus élevée de leur vibration.

De nombreux honneurs lui ont été décernés. Dans plusieurs villes, des rues portent son nom, et une liste complète des prix, médailles, doctorats honorifiques, adhésions honorifiques et correspondantes des sociétés savantes en Allemagne ainsi qu’à l’étranger, et autres distinctions rempliraient une page entière de ce livre. Malgré tout cela, Röntgen a conservé la caractéristique d’un homme étonnamment modeste et réticent. Tout au long de sa vie, il a conservé son amour de la nature et des activités de plein air. De nombreuses vacances ont été passées dans sa résidence d’été à Weilheim, au pied des Alpes bavaroises, où il recevait ses amis et faisait de nombreuses expéditions dans les montagnes. C’était un grand alpiniste et il s’est retrouvé plus d’une fois dans des situations dangereuses. De nature aimable et courtoise, il comprenait toujours les points de vue et les difficultés des autres. Il hésitait toujours à avoir un assistant et préférait travailler seul. Une grande partie de l’appareil qu’il utilisait a été construit par lui-même avec une grande ingéniosité et une habileté expérimentale.

Röntgen a épousé Anna Bertha Ludwig de Zurich, qu’il avait rencontrée dans le café tenu par son père. Elle était une nièce du poète Otto Ludwig. Ils se sont mariés en 1872 à Apeldoorn, aux Pays-Bas. Ils n’eurent pas d’enfants, mais adoptèrent en 1887 Joséphine Bertha Ludwig, alors âgée de 6 ans, fille du frère unique de Mme Röntgen. Quatre ans après sa femme, Röntgen mourut à Munich le 10 février 1923 d’un carcinome de l’intestin.

Les rayons X

En 1895, Wilhelm Röntgen a observé pour la première fois les rayons X lors d’une expérience à l’Université de Würzburg. Après une enquête plus approfondie, le 1er janvier 1896, il notifia à d’autres scientifiques sa découverte de ce nouveau rayonnement qui deviendrait connu sous le nom de rayons X. Il envoya des copies de son manuscrit et de certaines de ses photographies radiographiques à plusieurs physiciens et amis renommés, dont Lord Kelvin à Glasgow et à Paris. Le 5 janvier 1896, Die Presse publia la nouvelle dans un article en première page qui décrivait ses investigations et suggérait que de nouvelles méthodes de diagnostic médical pourraient être faites avec ce nouveau type de rayonnement.

À propos de Wilhelm Röntgen (27 mars 1845 – 10 février 1923)

Wilhelm Conrad Roentgen 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 Röntgen, 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 dans la physique moderne.