I neutroni si danno all'archeologia

Che l'arte e l'archeologia richiedano un approccio multidisciplinare, non v'è più ormai alcun dubbio. Dalla conservazione alla datazione di un'opera, i problemi da risolvere in presenza di un manufatto sempre più spesso trovano risposta, infatti, nella tecnologia e nella scienza.

Un recente progetto, chiamato “Ancient Charm” (fascino antico), partito nel gennaio 2006 ed ancora in opera, vede coinvolti una decina tra università di tutta Europa (tra cui l'Università degli studi di Roma Tor Vergata), enti di ricerca e musei, coordinati dall'Università di Milano Bicocca. Il progetto è finanziato, all'interno del VI programma Quadro dell'Unione Europea, dal News and Emerging Science and Technology (NEST).

Lo scopo dei ricercatori è utilizzare i neutroni epitermici (da pochi elettronvolt fino a qualche Kev) come potenti occhi, in grado di sondare, in maniera non invasiva, lo stato di opere d'arte e reperti archeologici.

I neutroni si possono ottenere da reazioni di fissione nucleare, all'interno di un reattore, o per spallazione, metodo recentemente indagato (sebbene fosse stato già stato intuito e paventato da Enrico Fermi) che consiste nel bombardamento di elementi pesanti con protoni molto energetici.

L'analisi tomografica di reperti archeologici o di opere d'arte è già in voga, ma le particelle cui si delega spesso questo ruolo sono i fotoni (i raggi X utilizzati anche nel caso di Tac e analisi simili effettuate sugli esseri umani), o al più, meno diffusamente, neutroni “freddi”.

I raggi X, tuttavia, sebbene offrano una buona penetrazione in molti materiali, non sono in grado di superare strati anche molto sottili, ad esempio, di metalli (in particolare piombo, mercurio ed altri ad elevato numero di massa); i neutroni, al contrario, sono molto più penetranti e riescono a giungere a profondità inaccessibili per i fotoni.

Fino ad oggi, tuttavia, gli unici neutroni utilizzati nelle analisi topografiche sono stati quelli cosiddetti “freddi”, ossia neutroni con energie molto minori dell'elettronvolt.

Sostituendo ai neutroni freddi quelli epitermici (o, meglio, integrando le due metodologie) l'analisi risulterebbe molto più accurata, in quanto molti materiali presentano una spiccata differenza tra indici di attenuazione al variare dell'energia del fascio di neutroni: l'ampiezza delle possibili energie di un fascio di neutroni epitermici consentirà quindi di distinguere molto più precisamente tra i diversi materiali costituenti, a seconda della risposta all'irraggiamento.

Il tutto, naturalmente, consente ai ricercatori di non dover smontare o praticare fori nel reperto, che si tratti di una statua, di un gioiello o di un qualsiasi oggetto.

Più nello specifico, un simile metodo di indagine consentirà di irraggiare, ad esempio, una statua di metallo, e di scoprire esattamente quale sia la composizione la lega con cui fu realizzata, ricavando conseguentemente informazioni sulle metodologie di fusione ed amalgamazione dei metalli riguardo a quel periodo storico o a quella particolare zona o a quel particolare artista.

Non solo, si riuscirà addirittura a scoprire quali fossero le condizioni chimico-fisiche dell'ambiente e del terreno all'epoca della realizzazione oppure a rivelare corrosioni dovute al tempo o ad altri agenti e invisibili a occhio nudo.

Oltre che per oggetti contenenti metalli, l'analisi si è rivelata efficace nell'indagine della composizione atomica e molecolare di diversi tipi di marmi, impiegati ad esempio in grandi opere architettoniche, svelandone quindi anche la provenienza.

Infine, molti oggetti potrebbero esser stati soggetti, per diverse ragioni, a torsioni, compressioni o altre sollecitazioni meccaniche nel corso della loro vita, che lasciano tracce nell'orientazione di alcuni cristalli o dei costituenti: questa analisi riesce ad individuare tali anomalie, permettendo agli studiosi di risalire al tipo di modificazione subita e conseguentemente di ottenere informazioni sulla storia dell'oggetto.