Utah778/Getty Images

Wetenschappelijke vooruitgang is doorgaans een langzame en nauwgezette aangelegenheid, opgebouwd uit stapsgewijze stappen die uiteindelijk tot een doorbraak leiden. Dat was het geval met magnetische resonantiebeeldvorming, dat decennia duurde voordat het voortkwam uit de ontdekking van nucleaire magnetische resonantie. Aan de andere kant zijn er grote sprongen in wetenschap en technologie die in een oogwenk plaatsvinden en daarbij de wereld volledig transformeren. De toevallige ontdekking van röntgenstraling door Wilhelm Röntgen valt precies in dit laatste kamp.

In 1895 probeerde Röntgen het werk te repliceren van collega-natuurkundige Philipp Lenard, die voorop liep op het gebied van kathodestraalexperimenten. Lenard werkte met Crookes-buizen, glazen buizen die twee elektroden in een bijna vacuüm omhulden. Wanneer elektriciteit op de elektroden werd toegepast, zou het glas tegenover de kathode fluoresceren door de impact van de kathodestralen (waaruit uiteindelijk werd ontdekt dat het elektronen waren). Lenard creëerde een klein venster in zijn buizen dat hij bedekte met folie, waardoor de kathodestralen konden passeren, waardoor papier geverfd met pentadecylparatolylketon fluoresceerde als het zich binnen een paar centimeter van het folievenster bevond.

Röntgen had geen toegang tot pentadecylparatolylketon, dus gebruikte hij in plaats daarvan bariumplatinocyanide. Om de fluorescentie van het papier beter te kunnen zien, bedekte Röntgen zijn buis met karton om te voorkomen dat het licht het licht van zijn papier overtreft. Toen hij stroom in de buis voerde, merkte hij dat zijn papier gloeide, ook al bevond het zich op een afstand van enkele meters, ruim buiten het bereik van de kathodestralen. De enige verklaring voor de fluorescentie was een nieuw type straal. Vanwege het mysterieuze karakter heeft Röntgen het een röntgenfoto genoemd.

Hoe de röntgenfoto de wereld veranderde

Het pad vanaf de ontdekking van röntgenstraling tot het dagelijks gebruik ervan was opmerkelijk kort. Op dezelfde dag dat Röntgen de röntgenfoto voor het eerst observeerde, ontdekte hij dat hij zijn botten op de fluorescerende plaat kon zien projecteren, en ontdekte hij dat röntgenstralen interageren met fotografische platen. Op de dag dat hij röntgenfoto's ontdekte, maakte hij de eerste röntgenfoto van de hand van zijn vrouw. Toen hij nog geen twee maanden later zijn eerste artikel over het fenomeen publiceerde, verspreidde het nieuws zich over de hele wereld.

Het is moeilijk te overschatten hoe belangrijk röntgenfoto's waren, en de wetenschappelijke gemeenschap van die tijd was zich ervan bewust. In het jaar na Röntgens artikel werden meer dan 1.000 wetenschappelijke artikelen over röntgenstraling geschreven. Binnen enkele maanden na de ontdekking van Röntgen werden röntgenfoto's door artsen gebruikt, niet alleen voor het diagnosticeren van gebroken botten en het vinden van vreemde voorwerpen in het lichaam, maar ook als radiotherapie om kanker te behandelen.

In slechts een paar jaar tijd leidden röntgenfoto’s er direct toe dat J.J. Thomsons ontdekking van elektronen en radioactiviteit die de inspiratie vormde voor Einsteins annus mirabilis in 1905. Een paar jaar later werd door de ontwikkeling van röntgendiffractie aangetoond dat röntgenstralen elektromagnetisch van aard waren. Röntgendiffractie was het instrument dat in 1953 de dubbele spiraalvormige aard van DNA onthulde.

In 1901 ontving Röntgen de eerste Nobelprijs voor de natuurkunde. Röntgen van zijn kant bleef bescheiden, schonk het prijzengeld aan zijn universiteit en weigerde adellijke titels. En misschien wel het allerbelangrijkste:hij koos ervoor om zijn ontdekking niet te patenteren, waardoor de snelle vooruitgang op het gebied van röntgenstraling mogelijk werd die volgde op zijn baanbrekende ontdekking.