Os raios-X como você nunca viu

Você sabia que a estrutura do DNA foi descoberta com raios-X? Se você achava que esses raios só serviam para fazer imagens do interior do corpo para diagnósticos médicos, deve estar surpreso. Bom, eu já sabia, mas mesmo assim fiquei surpreso nos últimos meses, quando vi que o seu potencial vai ainda muito além disso.

O modo pelo qual James Watson e Francis Crick conseguiram vislumbrar a estrutura em hélice do DNA é bem diferente de tirar uma chapa de radiografia. Ao invés de ver os raios-X atravessarem o DNA, eles viram-no refletir nele. Quando raios-X refletem em alguma coisa, eles passam a carregar consigo informações sobre a estrutura íntima da matéria em que refletiram. É só saber interpretar. Esse método chama-se difração de raios-X. Em certas condições, é possível com ele identificar a própria posição de cada átomo.

Poderoso, não? Há mais. Outras técnicas com raios-X podem revelar informações do interior dos átomos e moléculas: as energias dos seus elétrons, ou então quantos átomos estão na vizinhança de um certo átomo, ou com que átomos ele está ligado, ou então o campo magnético de seus elétrons...

Cada método explora um jeito de os raios-X interagirem com a matéria: passando rasante, ou então arrancando elétrons, ou então interagindo com os campos magnéticos, ou sendo polarizados (sim, como a luz polarizada). Eles atendem por siglas "com X", como EXAFS, XANES, XPS, SAXS, XMCD etc... Boa parte do que se faz em laboratórios de física é esse tipo de estudo.

A utilidade de tudo isso vai muito além de estudar a estrutura de átomos e moléculas. Em certas condições, dá para descobrir a composição química de uma substância sem precisar fazer nenhuma reação química para isso. Mas o mais interessante é que, com essas informações, os cientistas podem montar um verdadeiro quebra-cabeças e descobrir novos fenômenos físicos desconhecidos, procurar explicações para fenômenos ainda misteriosos, construir novos materiais com propriedades inéditas (novos supercondutores, por exemplo!), fabricar nano-objetos (ou seja, objetos com apenas algumas poucas dezeanas de átomos de diâmetro - e a nova e efervescente área da nanociência) etc...

E, como se não bastasse, há também a astronomia de raios-X! Agora, ao invés de pesquisar o muito pequeno, vai-se para o muito grande. Nossos telescópios "a olho" mostram apenas o que a luz visível pode mostrar. Mas os astros emitem de tudo, inclusive raios-X. Muita coisa invisível pode se tornar visível com raios-X, incluindo buracos negros (não ele em si, mas a matéria que cai nele, que emite raios-X como num "canto do cisne" antes de mergulhar no seu destino fatal).

Bem, escrevi isto porque recentemente tive que fazer algumas entrevistas e ler alguns trabalhos científicos cheios de tais métodos (comentei um deles aqui; e outro neste texto mais técnico), o que me deixou deveras impressionado com a extensão das possibilidades desses raios-X. E quis dividir um pouco essa sensação com quem não é físico. Até a próxima...