Technologie: Roentgenovy paprsky

V místnosti je úplná tma, za okny se prohání podzimní vítr, který přináší od Mohanu vlhkost řeky. Aby se vědec ujistil, že obal světlo skutečně nepropouští, zapojí induktor, kterým přivádí napětí na trubici. Je slyšet praskavý zvuk výboje. V tu chvíli si všimne krátkého, jasně bledě zeleného světélkování malého kusu papíru potaženého fluorescenčním kyanidem platinobarnatým, který kdo ví proč, zůstal ležet na stole. Vidi­telné světlo ale přeci z trubice nevychází?! Svůj pokus proto ještě několikrát opakuje. Mění vzdálenost od trubice, vkládá mezi krystaly a zkumavku různé předměty, silnou knihu, dřevo. Žádný z předmětů nemá ale na vznik světélkování na papírku vliv. Vznikají tedy dosud neznámé, okem neviditelné paprsky, které dokáží prostupovat látkami! Takový jev nebyl z dosud prostudovaných prací Roentgenovi znám. Objev paprsků X je na světě.

Mužem, který objev 8. listopadu 1895 učinil, byl Wilhelm Conrad Roentgen, německý fyzik s nizozemskými předky, pozdější laureát Nobelovy ceny. Narodil se v Německu v Lennepe 27. března 1845 do rodiny starobylé rýnské kupecké rodiny. Otec měl továrnu na sukno, matka pocházela z Holadska. Po potla­čení revoluce v roce 1848 se celá rodina z Německa přesunula do Holandska a malý Wilhelm se stal Holanďanem. Když mu bylo 16 let, navštěvoval soukromou školu v Utrechtu, která připravovala studenty na technická povolání. Školu však musel opustit – odmítl prozradit jméno spolužáka, který nakreslil na tabuli karikaturu jednoho z učitelů a zapíral i přes varování consiliem abuendi, tedy radou ze školy odejít. Roentgenovi se nepodařilo získat maturitní vysvědčení, které by ho opravňo­valo k zápisu na univerzitu. Po složení nezbytných zkoušek se ale dostává na polytechniku v Curychu, která přijímá studen­ty i bez maturitního vysvědčení. Tady studoval aplikovanou matematiku, získal diplom strojního inženýra a vypracoval doktorskou práci, jejímž hlavním bodem byla nová formulace Mariotte-Gay-Lussacova zákona. Vzhledem ke svým znalostem konstruktéra a technologa mohl většinu pokusů, které sám vymyslel, také jednoduše a lacino zrealizovat. Za pobytu v Curychu se zasnoubil se svou budoucí manželkou.

Ač měl Roentgen diplomy jako inženýr i doktor filozofie, lákala ho fyzika. Ve funkci asistenta profesora fyziky curyšské polytechniky Augusta Kundta přešel na univerzitu ve Würzburgu. Habilitaci mu však würzburská univerzita odmítla, protože neměl maturitu. I tyto skutečnosti zřejmě vedly k tomu, že Wilhelm se pak po celý zbytek života díval na všechny zkoušky s despektem. Spolu s Kundtem pak přešel na univerzitu ve Starssburku, kde se stal soukromým docentem ve zřízeném fyzikálním ústavu. Na základě svých prací v oboru teoretické fyziky je povolán na místo řádného profesora univerzity v Giessenu. Roku 1888 mu pak bylo nabídnuto místo profesora na würzburské univerzitě (tedy na stejné univerzitě, která mu před lety odmítla udělit habilitaci). Na této univerzitě učinil i objev paprsků X.

Na würzburské univerzitě se Roentgen nejprve zabýval vlivem tlaku na vlast­nosti kapalin. Následně se zajímal o katodové paprsky. V počátcích tohoto výzkumu se uplatnilo mnoho významných vědců jako William Crookes, Hein­rich Rudolf Hertz, Philip Lenard, Nikola Tesla. Roentgen pro to, aby vnikl do této oblasti fyziky, nejprve sám zopakoval pokusy a reprodukoval jevy, které Lenard i jiní fyzici s katodovými paprsky popsali. „Experiment je nejmocnější a nejspolehlivější pákou, jíž můžeme na přírodě vynutit její tajemství. Každý jev je třeba co nejpřesněji pozorovat a popsat ve všech jednotlivostech a teprve potom se člověk může odvážit podat nějaké vysvětlení“, to je často citovaný Roentgenův názor. Když se Roentgena na jaře roku 1896 redaktor McCluere’s Magazine H.J.W.Dam ptal, co si o svém objevu hned zpočátku myslel, Roentgen odpověděl: „Nemyslel jsem si nic, zkoumal jsem. Předpokládal jsem, že efekt musel vycházet z trubice, charakter změn naznačoval, že nemohou být odji­nud. Testoval jsem tedy dál. Z trubice vycházely paprsky a měly luminiscenční účinek na papír. Zkoušel jsem to úspěšně na stále větší vzdálenost, dokonce i na dva metry. Nejprve to vypadalo na nový druh neviditelného světla, bylo to něco zjevně nového, neobjeveného“. Teprve když Roentgen změnil metodiku a nahradil krystaly fotografickou deskou, zčernání desky ho přesvědčilo – jedná se skutečně o nový druh paprsků. V té době prakticky neopouštěl svoji skromně zařízenou laboratoř, nechal si donášet jídlo, v laboratoři spal. Během experimentů vystavoval záření X řadu předmětů, 22. prosince 1895 prozářil a vyfotografoval ruku své manželky. Ta údajně, když viděla obraz kostí se snubním prstenem, prohlásila: „Viděla jsem svou smrt“. 28. prosince 1895 na zasedání fyzikálně lékařské společnosti ve Würzburgu seznámil Roentgen své kolegy v referátu nazvaném „Uber eine neue Art von Strahlen“ stručně se svým objevem. Zpráva vyvolala celosvětově velký rozruch. Již 12. ledna 1896 měl Roentgen o svém objevu přednášku v Berlíně. A svět zachvátila rentgenová mánie, vše, co bylo představitelné se vystavovalo vlivu paprsků X. Rentgenová technologie se během let rozvinula a v roce 1905 delegáti na prvním německém radiologickém kongresu poznamenali, že se jedná o „nepostradatelný nástroj ve všech speci­alitách lidského lékařství“. Za svůj objev byl Roentgen zahrnut poctami, největ­ším uznáním bylo vyznamenání Nobelovou cenou za fyziku. Celou obdrženou částku 50 000 švédských korun uložil a stanovil, že úroky z těchto peněz mají připadat univerzitě pro vědecké účely. Pro Roentgena bylo příznačné, že svůj objev si nenechal patentovat. Zastával názor, že dílo vykonané na univerzitní půdě s pomocí veřejných prostředků by mělo sloužit všem a zdarma; proto, věren tradici německých profesorů, svůj vynález odevzdal lidstvu. Roentgen měl to štěstí, že mohl ještě po dobu svého života vidět, jak jeho objev zasáhl do rozvoje fyziky, lékařství, biologie, chemie a biofyziky.

Wilhelm Conrad Roentgen zemřel v chudobě 10. února 1923 v Mnichově na rakovinu střev, pohřben je v hrobě svých rodičů v Giessenu.

text: MUDr. Martin Kynčl, Ph.D.
foto: iStock