Fascicule de fotoni, împreună cu detectoare ale acestora, sunt folosite pentru măsurători importante în domeniul artei. Aceste măsurători furnizează informații despre compoziția materialelor utilizate și a eventualelor restaurări în timp, permițând chiar și efectuarea unor adevărate „fotografii” ale invizibilului: o pictură ascunsă, de exemplu, sub stratul vizibil de culoare. Metoda, deosebit de utilă și ingenioasă, se numește spectrometrie cu fluorescență de raze X (XRF, X-Ray Fluorescence) și folosește instrumente și cunoștințe care provin direct din fizica atomică și a particulelor elementare: surse și detectoare de fotoni, spectre atomice sau absorbția radiației în materie.
După ce în articole precedente am prezentat importante aplicații ale fizicii în medicină (tehnica tomografiei cu emisie de pozitroni, utilizată pentru localizarea tumorilor, și protonoterapia, utilizată în tratarea acestora), în articolul de față prezentam aplicații ale fizicii în domeniul artei.
Spectrometria cu fluorescență de raze X este folosită cu scopul efectuării unor analize importante pentru identificarea falsurilor, restaurarea obiectelor de artă, dezvăluirea unor secrete ale artiștilor sau elucidarea unor mistere istorice.
Până să fie pusă la punct această metodă, analizele picturilor, sculpturilor sau manuscriselor erau, de obicei, de tip chimic. În mod concret, se tăiau mici fragmente care apoi erau supuse analizei. Evident metoda era una de tip distructiv, fragmentul analizat fiind definitiv pierdut. Din acest motiv, de multe ori, se evita efectuarea analizelor, pentru a se prezerva integritatea obiectului de artă.
La ora actuală, cu ajutorul fizicii atomice și a particulelor elementare, metoda de analiză este nedestructivă, nepierzându-se nici cea mai mică părticică din lucrarea sau obiectul supus investigațiilor.
CUM FUNCȚIONEAZĂ ACEASTĂ METODĂ?
În spectrometria cu fluorescență de raze X se folosesc fascicule de fotoni care sunt dirijate asupra lucrării, pentru ca apoi să fie măsurați fotonii transmiși sau reflectați. Fiecare element chimic iradiat emite un spectru de fotoni caracteristic, care permite identificarea acestuia. Astfel, din această măsurătoare, se obțin informații cu privire la compoziţia chimică a operei de artă. Reamintim că și lumina este compusă din fotoni; fotonii utilizați în analizele operelor de artă, care provin de obicei din surse de raze X, au însă energii mult mai mari – de zeci de mii de ori mai mari – decât cei din care este compusă lumina.
Acest gen de măsurători pot fi efectuate asupra picturilor, sculpturilor, timbrelor, pergamentelor, manuscriselor și chiar și asupra mumiilor. Metoda se bazează pe faptul că fiecare atom are un spectru de emisie (sau absorbție) specific de raze X, care îl caracterizează, iar pe de altă parte, pe cunoașterea absorbției radiației în diverse materiale.
EXEMPLE CONCRETE
Prin utilizarea acestei metode se pot afla informații legate de compoziția culorilor unei picturi, de elementele din care sunt alcătuite și proporția acestora. Informația este deosebit de importantă atât pentru o eventuală restaurare cât și pentru identificarea artistului, având în vedere faptul că odinioară fiecare pictor folosea o rețetă proprie, secretă, pentru fabricarea culorilor, care aveau deci o compoziție specifică. Acest gen de informație a fost folosit cu succes pentru demascarea unor falsuri – în care artistul falsificator a fost deosebit de priceput, dar a folosit culori incompatibile din punct de vedere al compoziției cu cele folosite de adevăratul artist.
Prin intermediul acestei metode se pot obține inclusiv informații legate de o eventuală pictură „ascunsă”, aflată sub stratul vizibil de culoare. Se știe că în trecut materialele erau scumpe iar dacă lucrarea comandată nu era plătită, fie din lipsă de bani, fie pentru că nu era pe placul celui căruia îi era destinată, artistul prefera să facă un alt tablou deasupra picturii nevândute. De asemenea, se poate afla dacă în trecut au fost efectuate restaurări ale operei respective și în care zonă.
Folosirea metodei în analiza timbrelor a dus la descoperirea unor falsuri greu – dacă nu imposibil – de depistat altfel. Fasciculele de fotoni au fost utilizate în analiza compoziției bijuteriilor etrusce din cadrul colecției Castellani și în studiul picturilor lui Raffaello și Rembrandt. Metoda s-a dovedit extrem de utilă și în studiul compoziției bronzului pentru restaurarea faimoasei statui Perseus a lui Benvenuto Cellini, de la Galeria Uffizi din Florența.
Vedem astfel cum aplicațiile fizicii fundamentale în viața de zi cu zi sunt din ce în ce mai importante și mai prezente în societate, contribuind substanțial la îmbunătățirea calității vieții.
