Analizzare l’arte al Louvre Understand article

Tradotto da Rocco G. Maltese. Claire Pacheco esplora gli antichi misteri dell’arte attraverso tecniche moderne.

AGLAE, l’acceleratore di
particelle del Luovre

Immagine per gentile
concessione di Jean-Pierre
Dalbéra

Negli scantinati del Museo del Louvre a Parigi, Francia, si trova un più moderno marchingegno rispetto alle opere d’arte esposte ai piani superiori; l’acceleratore di particelle del museo. L’Accélérateur Grand Louvre d’analyse élémentaire (AGLAE), (L’Acceleratore d’Analisi Elementare del Grande Louvre), produce un fascio di protoni e di particelle alfa (il nucleo dell’atomo di elio) per curiosare all’interno delle opere d’arte del museo. Per esempio, gli studiosi hanno utilizzato AGLAE per accertarsi se un  fodero dato a Napoleone Bonaparte dal governo Francese fosse realmente d’oro massiccio (lo era) e anche per individuare il tipo di minerale con il erano fatti gli occhi incredibilmente realistici di una scultura Egizia di 4500 anni fa conosciuta con il nome di “Lo Scriba Seduto” (cristallo di rocca trasparente e bianco carbonato di magnesio venato da sottili linee di ossido di ferro).

Fortunatamente, le tecniche utilizzate mediante l’ANGLAE non sono distruttive, che, come afferma Claire Pacheco, la capo gruppo che opera con la macchina, rappresenta la massima priorità per preservare l’eredità  culturale del museo.

Le tecniche utilizzate dall’AGLAE comprendono una spettrometria a raggi X e a raggi gamma, per individuare la più piccola traccia di elementi chimici dal litio all’uranio. Claire spiega che gli ioni positivi provenienti dall’acceleratore investono il manufatto con una velocità pari al 10% della velocità della luce. Quando i rimanenti elettroni degli atomi colpiti si  ricombinano, emettono raggi X. Questa tecnica é detta PIXE (emissione indotta di raggi X). Quando il raggio si propaga all’interno dei nuclei degli atomi, altri raggi elettromagnetici – raggi gamma – vengono emessi. Questa tecnica é chiamata PIGE (emissione indotta di raggi gamma).

Queste due tecniche eccitano gli atomi all’interno dell’artefatto e lo spettro risultante viene acquisito dai rivelatori dell’AGLAE. Questo aiuta il team di Claire, con le appropriate elaborazioni, a identificare e quantificare gli elementi chimici presenti nell’artefatto, anche se presenti in piccolissime quantità.

pixe
PIXE: elettrone di una shell interna rimosso attraverso il raggio di particelle e la lacuna lasciata, occupata da un elettrone della shell esterna, da origine alla emissione di un caratteristico raggio-X. A: nucleo atomico; B: elettrone; C: raggio di particelle; X: emissione di un raggio-X caratteristico
Immagine per gentile concessione di Nicola Graf

Le tracce di questi elementi e i loro rapporti, possono rappresentare ad esempio, le tracce geochimiche di minerali di ferro. Individuare la quantità e le combinazioni di elementi contenute in un oggetto, forniscono, come fanno le impronte digitali, le informazioni ai ricercatori sui minerali presenti – e come, e perciò, quando, un oggetto è stato costruito. Sia PIXE che PIGE sono ora utilizzati sistematicamente da archeologi e geologi, restauratori d’arte ed altri per aiutarli a rispondere a richieste di autenticità, provenienza e datazione. Le tecniche si adattano bene agli elementi inorganici come pietre, ceramiche, vetri e metalli.

A causa del notevole valore dei lavori  d’arte contenuti al Louvre il dispositivo deve essere collocato all’interno dell’area di sicurezza del museo, ANGLAE fu installato nel 1988 ed è dedicato alle analisi del museo. Oggi, il raggio viene condiviso con i ricercatori su oggetti da ciascuno dei 1220 musei nazionali Francesi e oggetti provenienti da altri campi quando si presenta l’esigenza di stabilire le loro eredità culturali. I fisici e gli ingegneri che conducono gli esperimenti con AGLAE lavorano in collaborazione con i curatori e gli storici d’arte del museo. AGLAE è l’unico acceleratore di particelle che è stato utilizzato unicamente in questo campo di ricerca.

Prima dell’avvento dell’AGLAE, i mezzi di ricerca richiedevano che campioni dell’oggetto venissero posti in sistemi a vuoto e quindi avrebbero potuto danneggiarli. I ricercatori speravano che addirittura i pezzi fossero troppo grandi da non poter essere inseriti nella camera a vuoto. Comunque, anche l’acceleratore dell’AGLAE necessita del vuoto ma solo al suo interno, le particelle possono passare dal vuoto all’atmosfera e quindi all’interno del campione. Poiché il raggio lavora al di fuori del vuoto, i ricercatori possono studiare gli oggetti di ogni dimensione e forma; il raggio deve essere solo orientato sull’oggetto da studiare.

Claire ha iniziato a lavorare con l’analisi a raggi di ioni dell’ANGLAE mentre seguiva il suo dottorato in materiali antichi all’Università di Bordeaux in Francia, dove si è specializzata in ceramica Islamica. E’ passata quindi a guidare il gruppo scientifico nel 2011 e adesso lavora nel reparto dell’acceleratore di particelle con un gruppo di tre ingegneri.

Mentre con l’ANGLAE si studiano reperti delle collezioni locali, viene utilizzato in una più grande missione, quella di essere utilizzato per lo studio dei reperti artistici provenienti da tutti i musei della Francia e oltre. Questo significa che Claire nella sua carriera ha esaminato una grande varietà di oggetti d’arte e manufatti.

“Non ho potuto trattenere i brividi di fronte a una collana perfettamente conservata del Neolitico (4000 AC) ritrovata in una tomba della Bretagna” racconta Claire. La collana era fatta con variscite una pietra verde  – che l’analisi con l’AGLAE ha rivelato provenire dalla penisola Iberica. Talvolta, quello che impara durante il suo lavoro di investigazione, o nel contesto del pezzo che sta analizzando, può emozionarla. Un altro artefatto che ha avuto lo stesso impatto emozionale è stato quello del ritrovamento di una bambola in creta dell’antica Grecia: ritrovata nella tomba di una bambina.

Il piazzale del Louvre
Immagine per gentile
concessione di Behn LIEU
SONG; Wikimedia Commons

Nuovamente Claire spiega che, l’analisi con il raggio a ioni fornisce delle specifiche informazioni che sono molto utili per rispondere a domande riguardanti le scienze umane o della conservazione delle opere d’arte. Aggiunge anche che esso realmente rappresenta un fattore aggiunto: “Determinare l’origine del materiale grezzo può essere utile a capire le rotte dei commerci di uno specifico popolo e può fornire dei validi indizi nel suo processo evolutivo” . Questo può aiutare i ricercatori a capire le interazioni tra differenti manifatture o confermare una perdita di know-how in una particolare epoca e luogo. “E’ così fantastico”, dice. “siamo molto ma molto fortunati a lavorare in questo campo e poter studiare questi oggetti.”

Tuttavia, una cosa che AGLAE non è in grado di analizzare sono i dipinti come ad esempio, quello più famoso del Louvre: la Monna Lisa. Mentre i pigmenti che compongono i colori sono spesso inorganici, l’aggregante utilizzato per comporre la tinta è spesso di natura organica. Perciò gli strumenti d’analisi con particelle possono essere un rischio e danneggiare il dipinto modificandone la struttura chimica. Questo, dice Claire, è lo scoglio da superare per gli studiosi a livello internazionale e perciò è stato portato all’attenzione nei recenti meeting tecnici.

Tornando all’AGLAE, è allo studio un suo aggiornamento dotandolo di un sensore più sensibile così da poter usare un raggio meno potente. Il nuovo sistema ne permetterà anche l’utilizzo automatico, così da poter effettuare molte più analisi contemporaneamente. In futuro, vi potranno essere molti più artefatti sotto la supervisione di Claire e il suo team potrà scoprire come i grandi maestri del passato hanno saputo creare le loro magie.

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Resources

Author(s)

Laura Howes è una dei redattori di Science in School. Ha studiato chimica all’Università di Oxford, UK, e successivamente è entrata a far parte di una società per l’insegnamento nell’UK per iniziare un percorso di giornalismo scientifico e pubblicazioni scientifiche. Nel 2013, Laura si è trasferita in Germania presso l’ European Molecular Biology Laboratory (Laboratorio Europeo di Biologia Molecolare) per unirsi a Science in School.


Review

Questo interessante articolo mostra come le moderne tecniche scientifiche si possono associare a materie riguardanti la storia. L’articolo descrive l’utilizzo di un moderno strumento appartenente alla fisica delle particelle su un dipinto antico o su altri materiali. L’AGLAE,  il nuovo strumento in dotazione al Louvre di Parigi utilizza un acceleratore di particelle al fine di individuare le proprietà degli oggetti antichi.

Argomenti da discutere con i vostri alunni potrebbero essere:

  • Come funziona l’AGLAE?

  • Descrivere un’applicazione dell’AGLAE.

  • Descrivere alcune limitazioni delle procedure dell’AGLAE.


Gerdt Vogt, Higher Secondary School for Environment and Economics (Scuola Secondaria Superiore per l’Ambiente e l’Economia), Yspertal, Austria




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