Wilhelm Conrad Röntgen nasce il 27 marzo 1845

 Biografia della rubrica “Vita da genio” a cura di Chiara Oppedisano

Estremamente altruista ed eccessivamente modesto, Wilhelm Conrad Röntgen con la scoperta dei raggi X rivoluzionò in maniera fondamentale la fisica e la medicina.

Wilhelm Röntgen nacque a Lennep, nella zona tedesca del basso Reno, il 27 Marzo del 1845, ma crebbe e frequentò la scuola elementare ad Apeldoorn nei Paesi Bassi, dove la sua famiglia si trasferì quando lui aveva soltanto 3 anni.

Nel 1862 entrò alla scuola tecnica di Utrecht per gli studi superiori, dalla quale venne però espulso con l’accusa ingiusta di aver fatto la caricatura poco lusinghiera di un insegnante. Non conseguì dunque il diploma, senza il quale non poteva iscriversi all’Università. Apprese però che al Politecnico di Zurigo si poteva accedere semplicemente superando un esame di ammissione, anche senza un diploma. Si preparò, superò l’esame e iniziò così gli studi in ingegneria meccanica. Seguì le lezioni di Clausius e il laboratorio di fisica di Kundt, appassionandosi alla fisica sperimentale. Wilhelm aveva spiccate abilità manuali e si costruiva da sé i marchingegni meccanici che gli servivano in laboratorio per effettuare gli esperimenti, dote che manterrà e che gli sarà utile durante tutta la carriera.

Nel 1869 conseguì il dottorato in fisica sperimentale a Zurigo e divenne assistente di Kundt. Negli anni successivi si spostò dapprima a Strasburgo, poi a Hohenheim per tornare nuovamente a Strasburgo, a Giessen e infine a Würzburg. Nel 1900 si stabilì all’Università di Monaco, accettando la cattedra di fisica offertagli dal governo della Baviera. Qui si fermò per il resto della sua vita, rifiutando due prestigiosi incarichi a Berlino.

Ai tempi di Würzburg, come moltissimi fisici in quel periodo, Wilhelm stava portando avanti esperimenti con i raggi catodici. Si studiavano i fenomeni luminosi generati dalle correnti di scarica nei tubi di Crookes, bulbi di vetro dotati di elettrodi, che mostrano un bagliore fluorescente quando attraversati da corrente elettrica. Questi dispositivi erano dunque utilizzati in moltissimi laboratori scientifici.

Figura 1. Esempio di tubo di Crookes e della fluorescenza causata dal passaggio di corrente al suo interno.

La sera dell’8 Novembre del 1895, nel suo laboratorio completamente al buio, Wilhelm coprì il tubo di Crookes che stava utilizzando con uno spesso foglio di cartone nero per schermare la residua luce ambientale. Con sua grande sorpresa, però, Wilhelm osservò un bagliore fluorescente su uno schermo di cartone, verniciato con uno strato di platinocianuro di bario[1], posto a quasi 3 metri dal tubo schermato. Wilhelm rimase molto sorpreso da quest’osservazione e iniziò a frapporre oggetti tra il tubo e lo schermo nel tentativo di bloccare quel dispettoso raggio di luce dalla misteriosa provenienza. Iniziò con un foglio di carta nero, aggiungendo man mano altri fogli poiché il baluginio appariva ancora sullo schermo. Arrivò a usare un libro di 1000 pagine e poi una mensola di legno. Nulla da fare! Allora prese un dischetto di piombo che aveva in laboratorio e a questo punto sullo schermo comparve l’ombra scura del disco… e delle ossa della sua mano!

Figura 2. Radiografia della mano della signora Röntgen, 1895.

Wilhelm tornò a casa molto turbato quella sera e non fece parola con nessuno della sua sconcertante osservazione. L’indomani si chiuse in laboratorio e ci rimase per 7 settimane, dando inizio a una lunga e meticolosa serie di esperimenti, uscendo soltanto per nutrirsi e riposarsi. In quelle settimane passate in solitudine e nel buio del suo laboratorio, Wilhelm comprese che la fluorescenza sullo schermo era causata da raggi "invisibili" originati dal tubo di Crookes che erano capaci di penetrare la carta, il cartone, il legno, la pelle ma non il piombo.

Qualche giorno prima di Natale sostituì lo schermo con una lastra fotografica, arruolò la moglie (essendo molto timido preferiva lavorare da solo, non aveva collaboratori stretti) e le fece mettere la mano sul cammino dei raggi invisibili: i misteriosi raggi attraversarono i tessuti molli della mano, lasciando sulla lastra fotografica l’immagine delle ossa… e dell’anello indossato dalla signora Röntgen, immortalata dal primo Röentgenogramma della storia! La signora restò molto turbata e in seguito disse di aver visto la sua morte in quell’immagine.

I raggi furono battezzati da Wilhelm "raggi X", a causa della loro origine sconosciuta. In seguito Max van Laue provò che si trattava di radiazione elettromagnetica, come la luce, ma caratterizzata da una frequenza più elevata.

Il 28 Dicembre Wilhelm diede la prima comunicazione della sua scoperta alla comunità scientifica tedesca, con una nota dal titolo “Su un nuovo tipo di raggi”. Nel Gennaio del 1896 tenne una lezione seguita da una dimostrazione pubblica durante la quale effettuò la radiografia della mano di un anatomista presente in sala, il quale propose di chiamare la radiazione "raggi di Röentgen".

La notizia di questa scoperta ebbe una diffusione molto rapida e ampia. Essendo la tecnologia per generare i raggi X (i tubi di Crookes) già disponibile in molti laboratori, ben presto furono realizzati dispositivi portatili che producevano raggi X. All’industrializzazione di questi dispositivi partecipò anche "un certo" Thomas Edison.

L’enigmatica radiazione entrò ben presto a far parte dell’immaginario (e dell’immaginazione) popolare: sui giornali comparvero racconti fantascientifici sulla misteriosa radiazione, aprirono studi che offrivano la possibilità di fare “ritratti delle ossa”, fu pubblicizzata biancheria intima di piombo che avrebbe garantito protezione da (inesistenti) occhiali ai raggi X! 

Figura 3.1 Una reclame che pubblicizza “divertenti effetti ottici” causati da occhiali a raggi X.

La comunità medica riconobbe immediatamente l’importanza della scoperta di Röntgen. Nel febbraio del 1896 negli Stati Uniti venne effettuata la prima radiografia a uso clinico per diagnosticare una frattura ossea. I raggi X vennero inoltre studiati per curare lesioni superficiali, per combattere tumori recidivi e per il loro effetto anti-batterico.

Figura 4. Uno dei primi apparati costruiti per l’utilizzo dei raggi X in applicazioni di diagnostica medica.

Nel 1901 Wilhelm ricevette il premio Nobel in fisica «in riconoscimento degli straordinari servizi che ha reso con la notevole scoperta dei raggi X». Quando gli chiesero cosa avesse pensato al momento della scoperta rispose placidamente: «Non stavo pensando, stavo investigando!».

Notoriamente timido, poco incline alla pubblicità, Wilhelm non approfittò in alcun modo della sua scoperta: non la brevettò, donò l’assegno del premio Nobel alla sua Università e non accettò alcun onore o riconoscimento ufficiale, se non la laurea ad honorem in medicina conferitagli dalla sua Università. Voleva che tutti potessero beneficiare gratuitamente degli effetti della sua scoperta. Le sue scelte altruistiche lo videro morire nel 1923 sull’orlo della bancarotta provocata dall’inflazione seguita alla prima guerra mondiale.

Il suo amore per la natura e le lunghe passeggiate all’aria aperta lo portavano a trascorrere le vacanze estive sulle Alpi svizzere, facendo lunghe camminate ed escursioni che in un paio di occasioni si rivelarono alquanto pericolose. Era timido e per questo apprezzava la solitudine, sui monti come in laboratorio. Nonostante ciò era descritto da tutti come una persona amabile e cortese.

Figura 5. Wilhelm con in mano un tubo utilizzato per la produzione di raggi X.

Alla sua scoperta e al progresso scientifico dobbiamo la possibilità di fare radiografie, TAC e di curare alcuni tipi di tumori con la radioterapia. A lui sua moglie deve l’imperitura fama di carpo, metacarpo e anello, che da oltre 100 anni fanno il giro del mondo quando si parla dei raggi X e della loro scoperta.

[1] Composto chimico usato con proprietà di fluorescenza, oggi utilizzato per la preparazione di schermi fluorescenti per raggi X.

 Videobiografia di Wilhelm Conrad Röntgen

Fonti delle immagini

Figure 2, 4, 5: Röntgen-Gedächtnisstätte Würzburg

Figure 3: Museo della radioattività