Hace un par de años me encontré con un video de YouTube que demostraba cómo los investigadores usaban los rayos X emitidos al arrancar la cinta de su eje con la esperanza de miniaturizar y abaratar los futuros dispositivos de rayos X.
Últimamente me he estado preguntando qué interacciones están causando esto. Entendí por el video que los electrones están siendo expulsados debido a la energía agregada al sistema (pelado). Esto me señaló instintivamente hacia QED, donde las interacciones entre electrones producen un fotón por períodos cortos.
1) ¿Son esos mismos fotones de la interacción de electrones los rayos X resultantes?
2) ¿Las frecuencias de los fotones están limitadas por la energía incertidumbre temporal, y/o posición incertidumbre del momento (en el vértice de la cinta rasgadora, donde se pueden acumular altas densidades de electrones)?
Nota: también he considerado que la fuerza de van der Waals puede entrar en consideración, aunque no estoy seguro.
Buscando descripciones/respuestas basadas en QED. Cualquier referencia elemental a este trabajo es apreciada.
Hay dos formas de obtener radiografías:
1) aceleración y desaceleración de cargas, electrones/iones dando radiación sincrotrón en un caso y radiación brehmstralung en el segundo.
2) desexcitación de electrones que caen desde un nivel/banda de mayor energía a un nivel/banda de menor energía con una diferencia de energía de magnitud de rayos X
En 1953, los científicos soviéticos demostraron que la triboluminiscencia provocada por el desprendimiento de un rollo de cinta adhesiva de una marca escocesa no identificada en el vacío puede producir rayos X. 6 En 2008, científicos estadounidenses realizaron un experimento que demostró que los rayos pueden ser lo suficientemente fuertes como para dejar una imagen de rayos X de un dedo en papel fotográfico.
y una investigación reciente ;
El grupo de Putterman registró la emisión de rayos X en forma de ráfagas intensas de una billonésima de segundo de duración (con el ancho de los pulsos de rayos X calibrados utilizando ondas de radio bien caracterizadas), y descubrió que estas ráfagas están correlacionadas con deslizamientos muy leves (es decir, reducciones de fuerza) en la extracción suave de la cinta de su carrete.
La entrada de wiki atribuye el fenómeno de la luz a la triboluminiscencia.
La riboluminiscencia es un fenómeno óptico en el que se genera luz a través de la ruptura de enlaces químicos en un material cuando se separa, rasga, raya, aplasta o frota (ver tribología). El fenómeno no se entiende completamente, pero parece ser causado por la separación y reunificación de cargas eléctricas.
El artículo más reciente especula:
El grupo cree que a medida que la cinta se despega, el adhesivo acrílico de la cinta expuesta se carga positivamente y la superficie exterior del rollo de polietileno restante adquiere una carga negativa. Esto hace que los campos eléctricos se acumulen hasta valores que provocan descargas.
Romper un enlace da energía cinética a los constituyentes, y los electrones e iones se separarán y quedarán en estados excitados. La reorganización de las cargas ocurre con la emisión de fotones. Para los rayos X, significa que esos enlaces son lo suficientemente fuertes como para dejarlos romperse a niveles de energía lo suficientemente altos como para liberar rayos X en las desexcitaciones.
El enlace más reciente lo explica como:
Los investigadores dicen que a la presión reducida en el experimento, alrededor de una millonésima parte de una atmósfera, las descargas aceleran los electrones a energías que generan rayos X cuando de repente se desaceleran en el lado positivo de la cinta. Sin embargo, los investigadores siguen sin saber cómo se concentra la energía mecánica difusa necesaria para despegar la cinta hasta el punto de producir rayos X y, lo que es aún más extraño, cómo puede hacerlo en forma de pulsos de nanosegundos. Esto, dice Putterman, nos da un "nuevo misterio inspirador en el que profundizar".
Buscando en la triboluminiscencia, uno encuentra que el mecanismo exacto es un tema de investigación, las explicaciones se centran en las excitaciones y desexcitaciones de los átomos en el material. Vea aquí un espectro de triboluminiscencia , aunque no de energías de rayos X.