Una macchina speciale un tempo lo è stata, ma non più, come l'XRD (diffrattometro a raggi X) utilizzato per lo studio dei cristalli. I cristalli sono formazioni solide e minuscole che offrono un aspetto altamente strutturato. Si possono trovare in molte cose — rocce, minerali e persino in alcuni medicinali! I raggi X sono un tipo di luce invisibile e il diffrattometro a raggi X proietta questa luce sui cristalli per vedere di cosa sono fatti e come si comportano.
I raggi X sono una forma di radiazione, che è energia che viaggia in onde. Possono persino penetrare la pelle e le ossa. I raggi X sono abbastanza potenti da passare attraverso il metallo. In questo caso, i raggi X colpiscono i cristalli utilizzati per vedere com'è la loro struttura. Questo rimbalzo crea percorsi che possono essere contati e studiati. Un modo in cui gli scienziati possono farlo è esaminando i modelli delle onde luminose riflesse dalle loro superfici, imparando con precisione come sono assemblati e cosa li rende così unici.
Se metti un cristallo in un diffrattometro a raggi X, esso farà ruotare il cristallo velocemente per colpirlo con raggi da molte angolazioni diverse. I raggi X che passano attraverso il cristallo vengono poi riflessi e raccolti su un rilevatore speciale all'interno di quella macchina per produrre un'immagine. I raggi X rimbalzanti creano un modello che questo rilevatore può registrare. Il modello viene quindi misurato e utilizzato dal diffrattometro per visualizzare quali atomi sono presenti all'interno di quel cristallo usando la matematica. Questo è un processo lungo ma necessario, che aiuta molto gli scienziati nelle loro ricerche e scoperte.
L'analisi con diffrazione delle raggi X è molto importante per il ricercatore per conoscere la struttura e le proprietà di diversi tipi di materiali. Può essere utilizzata per studiare i minerali, ad esempio — quella sostanza naturale presente sulla Terra. Gli scienziati possono analizzare i minerali per capire la loro storia e l'ordine in cui sono stati formati. Può inoltre essere usata per testare nuovi farmaci prima che vengano somministrati alle persone. Inoltre, la diffrazione delle raggi X può essere utilizzata per caratterizzare i materiali utilizzati nella costruzione su larga scala, come il cemento armato e l'acciaio, che sono fondamentali per creare strutture solide e sicure. Assicurarsi che l'ambiente fisico in cui viviamo e lavoriamo sia stabile.
Uno strumento versatile per la scienza e l'industria, i diffrattometri a raggi X sono un oggetto comunemente utilizzato. Per le proteine e i farmaci, nella medicina, possono aiutare gli scienziati a indagare la struttura delle proteine e dei medicinali. Questa conoscenza aiuta gli scienziati a ottimizzare i farmaci per colpire meglio le malattie. Poi ci sono le applicazioni più comuni come i diffrattometri a raggi X usati in geologia, per studiare minerali e rocce che ci forniscono informazioni vitali su come la terra si è evoluta negli ultimi centinaia di milioni di anni. In ingegneria, possono essere usati per studiare materiali come il metallo e il cemento che rendono i nostri edifici o ponti sicuri, forti e garantendo che dureranno per generazioni.