I raggi X sono generalmente difficili da dirigere e guidare. I fisici dei raggi X dell'Università di Göttingen hanno sviluppato un nuovo metodo con il quale i raggi X possono essere emessi in modo più preciso in una direzione. Per fare questo, gli scienziati utilizzano una struttura di sottili strati di materiali con diverse densità di elettroni per deviare e focalizzare simultaneamente i raggi generati. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Progressi scientifici .

Per generare raggi X in normali tubi a raggi X, elettroni che sono stati accelerati da un alto voltaggio, collidere con un anodo metallico. Gli atomi nel metallo deviano e rallentano gli elettroni sul loro percorso, oppure gli elettroni eccitano gli atomi di metallo per emettere radiazioni quando si scontrano. Sia la decelerazione degli elettroni che l'eccitazione degli atomi di metallo provocano l'emissione di radiazioni a raggi X. Sfortunatamente, la radiazione viene emessa allo stesso modo in tutte le direzioni ed è quindi difficile dirigerla in un raggio focalizzato. Inoltre, il fronte d'onda dei raggi X emessi è del tutto casuale e disordinato.

I fisici dell'Istituto di fisica dei raggi X dell'Università di Göttingen hanno ora osservato un nuovo effetto quando l'anodo viene sostituito da una struttura adatta di strati sottili di materiali con diverse densità di elettroni. Lo spessore della "struttura a sandwich" deve essere di pochi milionesimi di millimetro. Se si sceglie una particolare sequenza di strati, i raggi X possono essere guidati. "Quando gli elettroni accelerati colpiscono questa struttura a sandwich, lo spettro angolare dei raggi X generati cambia, "dice Malte Vassholz, primo autore del saggio. Continua dicendo, "I raggi X sono generati preferenzialmente e diretti parallelamente agli strati, che fungono da guida d'onda, simile a una fibra ottica."

Calcoli numerici dettagliati consentono di riprodurre i risultati in un modello e calcolarli per una determinata scelta di struttura. "Secondo i nostri calcoli, l'effetto potrebbe essere ulteriormente potenziato ottimizzando la struttura. Questo ci consentirebbe di generare radiazioni a raggi X con maggiore brillantezza, " aggiunge il professor Tim Salditt. La speranza è che le misurazioni a raggi X, che finora sono stati possibili solo con grandi acceleratori come il sincrotrone elettronico di Amburgo, può anche essere portato in una certa misura 'in laboratorio'. "Le applicazioni dell'imaging a raggi X per oggetti microscopicamente piccoli e a basso contrasto, come i tessuti biologici molli, sono particolarmente interessanti, "dice Saldit.