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撰文：蔡宙（Charles Q. Choi）
翻译：王栋
普通X射线成像技术利用目标物体吸收、透射或散射的光线来成像，这种方式往往因为一些细节太过微小而无法辨识。英国物理学家及其同事另辟蹊径，利用X射线穿透物体时产生的微小偏折来成像，能帮助人们分辨更多的关键细节。
X射线几乎能帮助人们发现任何隐藏着的东西，如行李中的炸弹和乳房里的肿瘤，但如果使用普通X射线仪，一些关键细节或许会因为太过微小而无法辨识。现在，一种由原子加速器（atom smasher）改造而成的新型X射线技术，能帮助人们分辨更多的关键细节。
指波长为0.01～10纳米的电磁波，由德国物理学家威廉·康拉德·伦琴（William Conrad Rontgen）于1895年发现，故又称为伦琴射线。X射线具有很强的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，常用于医学诊断和治疗，也用于工业上的非破坏检查。
传统照相技术利用目标物体吸收、透射或散射的光线来成像。广泛使用的X射线成像技术也基于类似的原理，只是X射线取代了可见光。为了获取细微细节，通常需要大量X射线照射。想要达到这个目的，要么延长暴露时间，要么使用回旋加速器或同步加速器上的高能X射线源。然而，前一种方法的辐射剂量太大，会对检测目标造成损伤；后一种方法所需的设备又极其昂贵，难以实行。
英国伦敦大学学院的物理学家亚历桑德罗·奥利沃（Alessandro Olivo）及其同事另辟蹊径，利用X射线穿透物体时产生的微小偏折来为物体成像。实际上，他们是想把“相位对比成像”这种已在同步加速器上使用了15年的技术，搬到普通X射线仪上。
奥利沃拍摄的细香葱
科学家在普通X射线仪上安装了两片约100微米厚的金属光栅，分别放置在目标物体的前后。第一片光栅上的小孔与第二片上的小孔不完全对齐。也就是说，当沿直线传播的X射线通过第一片光栅后，会被第二片阻挡，这样就降低了背景干扰。而探测器只会接收并分析通过物体后发生偏转了的X射线光子。与普通成像技术相比这种方式能将对比度提高至少10倍。“所有细节都能看得更清晰，以前认为很难探测到的细节也能看到了。”在谈论最近发表在《应用光学》（ Applied Optics ）杂志上的这项发现时，奥利沃如此说道。虽然普通X射线仪通常能探测到炸弹，却不容易将它们同其他材料（如塑料或液体等）区分开来。目前，科学家设计新的光栅，希望能让成像灵敏度更上一层楼。此外，他们还在研究从多角度探测目标物体的三维扫描技术。
这种成像系统仅需几秒钟就能完成成像，比其他相位对比成像技术快得多，因为后者在成像时功率不够大，需要数分钟才能完成，英国萨里大学的放射物理学家戴维·布拉德利（David Bradley）说。但英国曼彻斯特大学材料科学家菲利普·威瑟斯（Philip Withers）说，现在还无法确定的是，该系统的成像速度是否快到可以实现安全扫描。威瑟斯相信，升级后的X射线扫描技术能为医学成像以及航空材料缺陷的检测带来进步。