Mobiltelefoner, mikrovågsugnar och hotet om människors hälsa

Om det finns ett ämne som sannolikt kommer att generera spottad ilska, är det kontroversen om det potentiella hälsohotet som mobiltelefonsignaler utgör.

Den debatten kommer sannolikt att blossa upp efter publiceringen i dag av några nya idéer om detta ämne från Bill Bruno, en teoretisk biolog vid Los Alamos National Laboratory i New Mexico.

Den stora frågan är om signaler från mobiltelefoner eller mobiltorn kan skada biologisk vävnad.

Å ena sidan finns det en betydande mängd bevis där mobiltelefonsignaler antas ha påverkat människors hälsa och beteende. Listan över symtom inkluderar depression, sömnförlust, förändringar i hjärnans ämnesomsättning, huvudvärk och så vidare.

Å andra sidan finns det en stor mängd epidemiologiska bevis som inte finner något samband mellan negativa hälsoeffekter och mobiltelefonexponering.

Dessutom påpekar fysiker att strålningen som sänds ut av mobiltelefoner inte kan skada biologisk vävnad eftersom mikrovågsfotoner inte har tillräckligt med energi för att bryta kemiska bindningar.

Avsaknaden av en mekanism som kan göra skada gör att mikrovågsfotoner måste vara säkra, säger de.

Det har varit ett kraftfullt argument. Tills nu.

Idag påpekar Bruno att det finns ett annat sätt på vilket fotoner kan skada biologisk vävnad, vilket ännu inte har redovisats.

Han menar att det traditionella argumentet endast gäller när antalet fotoner är mindre än en i en rymdvolym som motsvarar en kubisk våglängd.

När tätheten av fotoner är högre än detta kan andra effekter spela in eftersom fotoner kan interferera konstruktivt. Bruno pekar på det välkända exemplet med optisk pincett där koherenta fotoner kombineras för att trycka, dra och rotera små föremål som celler.

I det här fallet genereras kraften när dielektriska föremål sitter i en elektrisk fältgradient associerad med fotonerna. Fler fotoner genererar mer kraft.

Skadan som optisk pincett kan göra på strukturer i celler är väl rapporterad, säger han. Det beror på den stora förändringen i brytningsindex vid kanten av cellulära strukturer som vesikler, myelinskidor och så vidare, och den höga tätheten av fotoner.

Naturligtvis fungerar optisk pincett i allmänhet vid infraröda frekvenser. Frågan som Bruno ställer är om en liknande effekt också skulle kunna fungera för mikrovågsfotoner.

Detta kokar ner till två faktorer. Den första är om det finns en tillräckligt hög densitet av mikrovågsfotoner från mobiltelefoner för att generera en kraft som kan skada biologiska vävnader. Det andra är om det finns strukturer i kroppen med de dielektriska egenskaperna som krävs för att vara mottagliga.

På båda punkter säger Bruno att det finns skäl att vara försiktig. För det första är densiteten av mikrovågsfotoner från mobiltelefoner och mobiltelefontorn många storleksordningar högre än 1 per kubikvåglängd. Enbart av denna anledning säger Bruno att de traditionella säkerhetsargumenten inte gäller.

För det andra innehåller människokroppen många strukturer inklusive neuroner upp till en meter eller så långa som kan vara mottagliga för den kombinerade effekten av många fotoner. Vissa av dessa strukturer kan faktiskt fokusera mikrovågsfotoner, vilket ökar fotondensiteten inuti kroppen.

(Om du undrar varför oron handlar om mobiltelefoner och inte andra sändningar, visar det sig att frekvenser över 10 GHz tenderar att absorberas av huden medan frekvenser lägre än 1 GHz – enligt TV eller radiosändningar – tros reflekteras utan mycket energiöverföring.)

Så vad kan vara en säker exponeringsnivå? Bruno föreslår att bakgrundshastigheten för mikrovågor nattetid kan vara en rimlig gräns. Tyvärr är den här nivån mycket låg enligt mobiltelefontekniska standarder, cirka 8 till 9 storleksordningar lägre än vanliga mobiltornsexponeringar, säger han.

Om det är ouppnåeligt, kan ett annat val handla om en exponering som motsvarar den genomsnittliga termiska energin per kubikvåglängd. Bruno säger att detta skulle motsvara en exponering på cirka 30 picoWatt per kvadratmeter vid 1 GHz. Detta motsvarar exponering från ett mobiltorn på ett avstånd av några miles, säger han.

I vilket fall som helst kommer det sannolikt att skapa viss oro.

Brunos slutsats är att sättet att fastställa säkra dosgränser är brutet eftersom det inte tar hänsyn till denna nya pincettliknande mekanism.

Det placerar bollen stadigt in på fysikens plan. Det kan vara så att det finns goda skäl till varför Brunos pincettmekanism inte utgör ett hot. Om så är fallet kan vi förvänta oss att fysiker lägger upp ett robust försvar av gränserna för mobiltelefonexponering.

Men Bruno kommer att behöva förberedas för andra, tanklösa typer av svar också.

Hur som helst, luta dig tillbaka och se en intressant och viktig debatt utvecklas.

Ref: arxiv.org/abs/1104.5008 : Vad berättar Photon Energy om mobiltelefonsäkerhet?

Du kan nu följa Physics arXiv Blog på Twitter

Dölj