Un microscopio a raggi gamma

“In questo laboratorio stiamo mettendo a punto un microscopio particolare, che non usa la luce ma radiazioni gamma, che appartengono sempre allo spettro elettromagnetico della luce ma hanno lunghezze d’onda diverse e sono radioattive”. Giovanni Mettivier ricercatore presso il laboratorio di Fisica Medica del Dipartimento di Scienze Fisiche, illustra il funzionamento di un microscopio, recentemente trasportato a Città della Scienza per arricchire la mostra I microscopi della Fisica -viaggio alla scoperta dell’infinitamente piccolo per comprendere i segreti dell’atomo, della materia e dell’universo- promossa dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare in occasione dell’anno mondiale della fisica. L’esposizione è visitabile fino al 13 febbraio. 
L’uso del microscopio in medicina nucleare: il paziente ingerisce della radiazione che si ferma in particolari posti e che, in un certo senso, illumina l’organo in modo da consentirne un’immagine migliore. “Abbiamo iniziato a cambiare quello che era il supporto dell’immagine: non più una lastra fotografica ma un elemento a semi conduttore- spiega il ricercatore- In questo modo si può ridurre la radiazione cui si sottopone il paziente e si può avere, al tempo stesso, una risoluzione spaziale migliore”. Ossia è possibile osservare i più piccoli dettagli e, per esempio, individuare un tumore molto prima di quanto non sia possibile fare oggi. L’idea è stata poi trasferita a quelli che sono gli elementi biologici, come le cellule. “In particolare, ci stiamo occupando di organi di piccoli animali – continua Mettivier-  visti attraverso un rilevatore a stato solido”. La definizione giusta è rilevatore ibrido, perché composto da due parti, separate tra loro: da un lato quella elettronica costituita da un circuito elettronico che ha più di 55mila pixel, un preamplificatore di carica e un amplificatore formatore; dall’altro lato quella attiva, costituita da un rilevatore a semi conduttore che, essendo separato, permette di scegliere il miglior semiconduttore possibile, a seconda del tipo di radiazione. Il raggio gamma arriva sul rilevatore e va nel preamplificatore che lo trasforma in un impulso; se questo supera una certa soglia, precedentemente fissata, l’elemento individuato vale come unità. In questo modo si può contare ogni singolo fotone sparato. “L’elemento nuovo, in questo microscopio, è la maschera codificata- continua ancora il ricercatore- La condizione in cui ci troviamo quando la radiazione è stata ingerita o la cellula marcata, è diversa rispetto a quando la sorgente è  esterna”. In quest’ultimo caso, poiché si sa da dove proviene la radiazione, si può ricostruire l’immagine; quando, invece, il radioattivo è interno non si sa da dove viene l’immagine e c’è quindi bisogno di un collimatore che viene posto tra il campione marcato e il rilevatore. “Abbiamo applicato un sistema dell’astronomia che utilizza un collimatore fatto con tanti fori, disposti seguendo un certo algoritmo. Siamo i primi a sperimentare queste cose nella gamma-microscopia”. Con questo sistema il rilevatore non consente di vedere subito l’oggetto; si produce una sovrapposizione di immagini, da tramutare in immagine visibile attraverso un algoritmo di decodifica. Vi è un ritardo nella risposta, ma i risultati sono comunque ottimi. “Come primo risultato abbiamo visto la tiroide di un topolino da laboratorio, con la risoluzione più spinta al mondo. Ad un recente congresso mondiale, a Roma, ne abbiamo avuto la conferma- sottolinea lo scienziato – L’intenzione è quella di riuscire a vedere cellule e oggetti anche più piccoli”. “Questo oggetto ci permette di studiare il corpo attraverso immagini ad alta risoluzione e ordini di grandezza che sono sub-millimetrici – dice il prof. Paolo Russo che aggiunge- E’ un campo di studi che fornisce molte opportunità di lavoro per fisici, biologi, matematici e informatici e per studenti di queste discipline in cerca di tesi”.
(Si. Pa.)
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