Τι είναι το Backscattering;

Στη φυσική, η οπισθοσκέδαση αναφέρεται στην ανάκλαση ενέργειας ή σωματιδίων πίσω προς την πηγή ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος αφού έρθει σε επαφή με ένα αντικείμενο. Υπάρχουν πολλά πεδία που κάνουν συχνή χρήση των αρχών της οπισθοσκέδασης, συμπεριλαμβανομένης της μετεωρολογίας, της φωτογραφίας και της ιατρικής επιστήμης. Με την ανάλυση του τρόπου με τον οποίο ένα αντικείμενο διασκορπίζει την ακτινοβολία, οι επιστήμονες σε αυτά και σε άλλα πεδία μπορούν να αποκτήσουν πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση του αντικειμένου.

Όταν ένα αντικείμενο ή ένα σωματίδιο χτυπηθεί από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως οι ακτίνες Χ, μέρος της ακτινοβολίας ανακλάται πίσω προς την πηγή της ακτινοβολίας. Η ακτινοβολία που αναπηδά προς αυτή την κατεύθυνση είναι γνωστή ως backscatter. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα αντικείμενα θα διασκορπίσουν την ακτινοβολία προς όλες τις κατευθύνσεις και μια ανάλυση του τρόπου με τον οποίο το αντικείμενο διασκορπίζει την ακτινοβολία μπορεί να δώσει στους επιστήμονες πληροφορίες για αυτό το αντικείμενο. Σε πολλές περιπτώσεις, η οπισθοσκέδαση χρησιμοποιείται για τη συλλογή πληροφοριών επειδή η συσκευή που εκπέμπει ακτινοβολία και η συσκευή που ανιχνεύει τη σκέδαση αυτής της ακτινοβολίας βρίσκονται στην ίδια πλευρά του στόχου. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι πληροφορίες μπορούν να συλλεχθούν από τον τρόπο με τον οποίο η ακτινοβολία διασκορπίζεται γύρω από την αντίθετη πλευρά του αντικειμένου, απλώς δεν υπάρχει συσκευή σε αυτήν την πλευρά για τη συλλογή των πληροφοριών.

Στην ιατρική, οι αρχές της οπισθοσκέδασης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ειδικών τύπων εικόνων ακτίνων Χ. Σε μια τυπική ακτινογραφία, ένα μηχάνημα εκπέμπει μια ισχυρή δέσμη ακτινοβολίας σε ένα υποκείμενο, το οποίο βρίσκεται μεταξύ του μηχανήματος και της συσκευής συλλογής. Η ακτινοβολία που δεν απορροφάται από το θέμα φτάνει στο φιλμ ακτίνων Χ και δημιουργεί μια εικόνα του θέματος. Σε μια οπισθοσκέδαση ακτίνων Χ, από την άλλη πλευρά, ο πομπός και ο συλλέκτης βρίσκονται στην ίδια πλευρά του θέματος. Ο συλλέκτης συλλέγει πληροφορίες από το θέμα καθώς η ακτινοβολία απορροφάται και ανακλάται από αυτό.

Η μετεωρολογία χρησιμοποιεί επίσης συχνά τις αρχές της οπισθοσκέδασης. Το ραντάρ που χρησιμοποιείται για την παροχή έγχρωμων εικόνων της τρέχουσας βροχόπτωσης είναι δυνατό επειδή διαφορετικοί τύποι βροχοπτώσεων διασκορπίζουν την ακτινοβολία με διαφορετικούς τρόπους. Το χιόνι, για παράδειγμα, παράγει πολύ μικρή οπισθοσκέδαση, ενώ η δυνατή βροχή ή το χαλάζι αντανακλούν μεγάλες ποσότητες ακτινοβολίας πίσω προς το σταθμό ραντάρ.

Η οπισθοσκέδαση είναι επίσης σημαντική στον τομέα των οπτικών ινών. Όταν ένα ρεύμα ακτινοβολίας ταξιδεύει κάτω από ένα καλώδιο οπτικών ινών για μεγάλη απόσταση, αυτό το σήμα θα εξασθενήσει τελικά σε σημείο που να μην είναι αναγνώσιμο. Σε αυτήν την περίπτωση, η οπισθοσκέδαση είναι υπεύθυνη για την αλλοίωση του σήματος επειδή μια ορισμένη ποσότητα ακτινοβολίας ανακλάται από τον τρόπο που ήρθε κάθε φορά που αναπηδά από τα τοιχώματα του καλωδίου.