Vad är backscattering?

Inom fysiken hänvisar backscattering till reflektion av energi eller partiklar tillbaka mot källan till en elektromagnetisk våg efter att den kommit i kontakt med ett föremål. Det finns ett antal områden som ofta använder principerna för backscattering, inklusive meteorologi, fotografi och medicinsk vetenskap. Genom att analysera hur ett objekt sprider strålning kan forskare inom dessa och andra områden få information om objektets sammansättning.

När ett föremål eller en partikel träffas av elektromagnetisk strålning, såsom röntgenstrålar, reflekteras en del av strålningen tillbaka mot strålningskällan. Strålningen som studsar tillbaka i denna riktning är känd som backscatter. I de flesta fall kommer objekt att sprida strålning i alla riktningar, och en analys av hur objektet sprider strålning kan ge forskarna information om det objektet. I många fall används backscattering för att samla in information eftersom enheten som avger strålning och enheten som upptäcker spridningen av den strålningen är placerade på samma sida av målet. I de flesta fall kan information hämtas från hur strålningen sprids runt objektets motsatta sida, det är bara det att det inte finns en enhet på den sidan för att samla in informationen.

Inom medicin kan principerna för backscattering användas för att skapa speciella typer av röntgenbilder. I en typisk röntgenstrålning sänder en maskin ut en stark strålning mot en person, som står mellan maskinen och uppsamlingsanordningen. Strålningen som inte absorberas av motivet når röntgenfilmen och skapar en bild av motivet. I en backscattering röntgen, å andra sidan, är emittern och uppsamlaren placerade på samma sida av motivet. Samlaren samlar in information från motivet när strålningen absorberas av och reflekteras tillbaka från den.

Meteorologi använder också ofta principerna för backscattering. Radarn som används för att ge färgkodade bilder av aktuell nederbörd är möjlig eftersom olika typer av nederbörd sprider strålning på olika sätt. Snö, till exempel, ger väldigt lite backspridning, medan kraftigt regn eller hagel reflekterar stora mängder strålning tillbaka mot radarstationen.

Backscattering är också viktigt för fiberoptikområdet. När en ström av strålning färdas längs en fiberoptisk kabel en lång sträcka, kommer den signalen så småningom att försvagas till den grad att den är oläslig. I det här fallet är backscattering ansvarig för försämringen av signalen eftersom en viss mängd strålning reflekteras tillbaka på det sätt som den kom varje gång den studsar från kabelns väggar.