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La nuova microscopia di fase-contrasto sviluppata allo PSI migliora le immagini dei raggi x

Le tecniche di rappresentazione sono sempre più alla prima linea di progresso in scienza e tecnologia.

Il Paul Scherrer Institute (PSI) è fra le guide in questo sviluppo. Le tecniche di rappresentazione girano visivamente l'interno degli oggetti - fuori, permettendo la precisione mai maggior per esempio nella diagnosi medica. Egualmente contribuiscono ad una migliore comprensione dei meccanismi di determinate malattie, come Alzheimer o osteoporosi. Ulteriori applicazioni si presentano nella ricerca dei materiali, dove i trattamenti della rappresentazione sono un fattore decisivo nel raggiungere i risultati che infine - come con progresso medico - società di mutuo soccorso.

La nuova microscopia di fase-contrasto sviluppata allo PSI migliora la sensibilità ed il contrasto delle immagini classiche dei raggi x. Le tecniche tradizionali sono basate sulla capacità di assorbimento differente dei raggi x dei materiali differenti, che permette alla struttura della organismo-materia densa come le ossa di essere differenziata prontamente da quella del tessuto più leggero. i materiali di Basso capacità di assorbimento, tuttavia, producono le immagini di basso contrasto, che lo rende difficile riprodurre visivamente i dettagli fini facendo uso dei metodi convenzionali dei raggi x.

È stato scoperto, tuttavia, che i raggi x non solo perdono l'intensità quando passa attraverso un campione, essi egualmente subiscono di sfasamento, perché la velocità delle onde della luce nella materia differisce dalla loro velocità in un vuoto. Questo di sfasamento è sensibile ai più piccoli cambiamenti in tessuto, in modo da significa che i segnali di fase possono essere usati per intensificare sostanzialmente il contrasto di una maschera dei raggi x.

Il contrasto migliorato permette alla dose dei raggi x di essere diminuito significativamente, che è particolarmente pertinente alle tecniche di mammografia nella selezione per cancro al seno. la microscopia di Fase-contrasto è prontamente adattabile alla strumentazione attuale dei raggi x e potrebbe, quindi, avviare un miglioramento importante nelle tecniche future di sistema diagnostico di raggi x.

Un altro aspetto della tecnologia medica corrente alla cima del programma di ricerca dello PSI è microtomography dei raggi x, un trattamento che fornisce un'immagine dettagliata dell'interno di un campione. I risultati di PSI sono specialmente di alta qualità perché l'acceleratore di particelle svizzero di sorgente luminosa (SLS) genera i raggi x dell'intensità ineguagliabile. Più intensivo il raggio di raggi x, il migliore e più velocemente il microtomography. Le immagini tridimensionali con una risoluzione di un millesima di un millimetro (1 micrometro) possono corrente essere prodotte in pochi minuti.

La strumentazione di PSI può catturare le istantanee delle leghe di alluminio, ceramica ed embrioni preistorici come pure ossa influenzate da osteoporosi. Un progetto di ricerca unito dello PSI, ETH Zurigo, l'università di Zurigo e di Novartis sta cercando le tracce di morbo di Alzheimer in vasi sanguigni. Gli scienziati hanno registrato i cambiamenti ai vasi sanguigni nei cervelli di giovani mouse con il morbo di Alzheimer. Ciò potrebbe indicare che - le origini della malattia sono connesse con l'offerta di sangue insufficiente al cervello - in altre parole che i giacimenti della proteina tipici di Alz-heimer potrebbero essere causati da mancanza di ossigeno. Raggiungendo una risoluzione di 1-15 micrometri, la rappresentazione del 3D dello PSI dei vasi sanguigni del mouse è uno strumento importante nella ricerca della questa ipotesi.

Gli strumenti della radiografia di neutrone dello PSI due, NEUTRA e (dal 2005) ICONA, sono basicamente non non più delle macchine fotografiche su grande scala. Ma hanno potenze speciali - possono vedere attraverso gli oggetti senza distruggerli. Così può fare i raggi x delle unità; ma la differenza è che i neutroni possono fare questo con i metalli pesanti come piombo o uranio. E presentano altri vantaggi, anche. Per l'esame le sostanze organiche con precisione strutturate (e dell'acqua) il raggio di neutrone è definitivamente lo strumento della scelta.

La strumentazione è usata spesso per i processi sistematici come l'esame delle saldature e degli strati, o la prova per la corrosione, o per la ricerca elettrochimica e geologica. Ma le domande egualmente vengono dagli archeologi interessati a monete celtiche o all'esecuzione delle spade romane, dai paleontologi che studiano le vertebre cervicali dei dinosauri e perfino dagli ingegneri che collaudano le maglie a prova di proiettile.

L'anno scorso lo PSI ha speso quasi SF 270 milioni non solo sui sui progetti di ricerca interni, ma anche nell'addestramento accademico e nella sua funzione come uno dei laboratori superiori dell'utente universalmente. Nel 2005 un numero record di più di 1400 scienziati da 50 paesi differenti ha usato i nostri impianti della larga scala per i loro esperimenti ed il numero delle utente-visite era egualmente sostanzialmente superiore a durante l'anno prima. La qualità degli impianti sperimentali e delle attrezzature dello PSI come pure i nostri servizi di consultazione e di consiglio, è chiaramente un fattore che attira gli scienziati nei numeri aumentanti verso Villigen.