How big is Longitud de onda de rayos X?

Los rayos X son una forma de luz que los ojos no pueden ver, con mucha más energía y longitudes de onda mucho más cortas que la luz visible. El explorador muestra un rayo X con una longitud de onda de 0,5 nanómetros (500 picómetros), muy dentro del intervalo de los rayos X. Una longitud de onda es la distancia entre una cresta de una onda y la siguiente, y un nanómetro es una milmillonésima de metro.

Longitud de onda

La NASA da para los rayos X longitudes de onda de entre 0,03 y 3 nanómetros. En el extremo largo, los rayos X lindan con la luz ultravioleta. En el extremo corto, lindan con los rayos gamma.

Las fuentes trazan estos límites en lugares distintos. Otra página de la NASA, en cambio, define los rayos X por su energía, lo que equivale a longitudes de onda de unos 0,012–12 nanómetros. Los 0,5 nanómetros del explorador caen dentro de ambos intervalos.

Los científicos suelen describir los rayos X por su energía y no por su longitud de onda, en parte porque las longitudes de onda son muy pequeñas. La luz viaja en diminutos paquetes de energía llamados fotones. Cuanto más corta es la longitud de onda, más energía lleva cada fotón. Los rayos X pueden atravesar muchos materiales que absorben la luz visible.

Comparaciones de tamaño

Una longitud de onda de 0,5 nanómetros tiene más o menos el mismo ancho que un átomo de cesio, uno de los átomos más grandes.
La luz violeta, la luz visible con la longitud de onda más corta que pueden ver los ojos, tiene una longitud de onda de unos 400 nanómetros, 800 veces más larga.
Unas 160 000–200 000 de estas longitudes de onda abarcarían el grosor de un cabello humano, que mide 0,08–0,1 milímetros de grosor.
Cada fotón de este rayo X lleva 1 000 veces la energía de un fotón de luz visible con una longitud de onda de 500 nanómetros.

Cómo se descubrieron los rayos X

Wilhelm Röntgen descubrió los rayos X en 1895. Estaba haciendo pasar electricidad por un tubo de vidrio con gas enrarecido, y había cubierto el tubo. En una pantalla cercana sensible a la luz apareció una luz tenue, causada por un nuevo tipo de radiación capaz de atravesar la cubierta. Röntgen recibió el Premio Nobel de Física en 1901.

Röntgen comprobó que los rayos X que atravesaban manos y brazos producían imágenes detalladas de los huesos del interior. Los huesos son densos y absorben más rayos X que la piel. Por eso, en la película radiográfica, los huesos dejan sombras mientras que la piel se ve casi transparente.

Cómo revelan los rayos X dónde están los átomos

Las ondas que atraviesan aberturas pequeñas y muy próximas entre sí forman un patrón llamado patrón de difracción. En 1912, Max von Laue sugirió que las filas regulares de átomos de un cristal harían lo mismo con los rayos X. Los experimentos le dieron la razón y mostraron que los rayos X se comportan como ondas. Recibió el Premio Nobel de Física de 1914.

William Bragg y su hijo Lawrence averiguaron después cómo se relacionan la longitud de onda y el ángulo de un rayo X con la separación entre capas de átomos. Eso hizo posible calcular dónde están los átomos de un cristal. Los Bragg compartieron el Premio Nobel de Física de 1915.

Por qué los telescopios de rayos X están en el espacio

La atmósfera de la Tierra absorbe los rayos X, así que los telescopios de rayos X tienen que funcionar por encima de ella. Los rayos X no rebotan en un espejo contra el que chocan de frente, de modo que estos telescopios usan espejos sobre los que los rayos X inciden con un ángulo rasante. El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA detecta longitudes de onda de unos 0,12–12 nanómetros, un intervalo que incluye 0,5 nanómetros. En el espacio, los rayos X proceden de objetos que están a millones de grados de temperatura, como los discos de gas que rodean los agujeros negros.