L’étrange histoire derrière la fascinante découverte des rayons X

Les progrès scientifiques ont tendance à être lents et méticuleux, construits à partir d’étapes progressives qui mènent finalement à une percée. Ce fut le cas de l’imagerie par résonance magnétique, qui a mis des décennies à émerger de la découverte de la résonance magnétique nucléaire. D’un autre côté, des progrès scientifiques et technologiques majeurs se produisent en un clin d’œil et transforment ainsi complètement le monde. La découverte accidentelle des rayons X par Wilhelm Röntgen s’inscrit clairement dans ce dernier camp.

En 1895, Röntgen tentait de reproduire les travaux de son collègue physicien Philipp Lenard, à l’avant-garde de l’expérimentation sur les rayons cathodiques. Lenard travaillait avec des tubes de Crookes, des tubes de verre qui renfermaient deux électrodes dans un vide proche. Lorsque l’électricité était appliquée aux électrodes, le verre opposé à la cathode devenait fluorescent sous l’impact des rayons cathodiques (on finit par découvrir qu’il s’agissait d’électrons). Lenard a créé une petite fenêtre dans ses tubes qu’il a recouverte de papier d’aluminium, à travers laquelle les rayons cathodiques pouvaient passer, provoquant la fluorescence du papier peint avec de la pentadécylparatolylkétone s’il se trouvait à quelques centimètres de la fenêtre en aluminium.

Röntgen n’avait pas accès à la pentadécylparatolylkétone, il a donc utilisé du platinocyanure de baryum à la place. Afin de mieux voir la fluorescence du papier, Röntgen a recouvert son tube de carton pour empêcher sa lumière d’éclipser celle de son papier. Lorsqu’il a alimenté le tube, il a remarqué que son papier brillait même s’il se trouvait à plusieurs mètres de distance, bien en dehors de la portée des rayons cathodiques. La seule explication de la fluorescence était un nouveau type de rayon. En raison de sa nature mystérieuse, Röntgen l’a inventé une radiographie.

Le chemin qui s’est écoulé entre la découverte des rayons X et leur utilisation quotidienne a été remarquablement court. Le même jour, Röntgen a observé pour la première fois les rayons X, il a découvert qu’il pouvait voir ses os projetés sur la feuille fluorescente et il a découvert que les rayons X interagissaient avec les plaques photographiques. Le jour même où il a découvert les rayons X, il a pris la première radiographie de la main de sa femme. Lorsqu’il publia son premier article sur le phénomène moins de deux mois plus tard, la nouvelle fit le tour du monde.

Il est difficile d’exagérer l’importance des rayons X, et la communauté scientifique de l’époque en était consciente. Dans l’année qui a suivi l’article de Röntgen, plus de 1 000 articles scientifiques ont été rédigés sur les rayons X. Quelques mois après la découverte de Röntgen, les médecins utilisaient les rayons X, non seulement pour diagnostiquer les fractures et détecter des corps étrangers dans le corps, mais aussi comme radiothérapie pour traiter le cancer.

En quelques années seulement, les rayons X ont directement conduit à la découverte des électrons et de la radioactivité par JJ Thomson, qui a inspiré l’annus mirabilis d’Einstein en 1905. Quelques années plus tard, grâce au développement de la diffraction des rayons X, il a été démontré que les rayons X étaient de nature électromagnétique. La diffraction des rayons X est l’outil qui a révélé la nature à double hélice de l’ADN en 1953.

En 1901, Röntgen reçut le premier prix Nobel de physique. De son côté, Röntgen est resté humble, faisant don de l’argent du prix à son université et refusant les titres de noblesse. Et peut-être plus important encore, il a choisi de ne pas breveter sa découverte, ce qui a permis les progrès rapides dans le domaine des rayons X qui ont suivi sa découverte fondamentale.