Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Prophet unter der Neutronenlupe

20.08.2009
Florenzer Kunstobjekt wird am FRM II der TU München untersucht

Kunstgeschichte und Physik haben auf den ersten Blick nicht viel gemeinsam. Beim europäischen Forschungsprojekt Ancient Charm gehen die beiden Disziplinen jedoch eine enge Zusammenarbeit ein.

So werden an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der Technischen Universität München (TUM) historisch wertvolle Gegenstände mit Neutronen analysiert.

Mit Hilfe von Neutronen untersuchen die Physiker, Archäologen und Restauratoren am FRM II in Garching zerstörungsfrei, wie die Objekte gefertigt wurden und mit welchen Methoden man sie am besten restauriert.

Hunderte Touristen bestaunen täglich die bronzene Paradiespforte des Baptisteriums San Giovanni in Florenz. Der Renaissance-Bildhauer Lorenzo Ghiberti zeigt in seinem Meisterwerk aus den Jahren 1425 bis 1442 Szenen aus dem Alten Testament, umrahmt von Propheten- und Evangelistenköpfen.

Einen dieser Bronzeköpfe des Florenzer Kunstwerks haben jetzt die die Physiker Lea Canella (TUM) und Ralf Schulze (Universität zu Köln) am Instrument PGAA (Prompte Gamma Aktivierungsanalyse) am FRM II mit Neutronen untersucht. „Nur der anwesende Museumskurator durfte den mehrere Millionen Euro teuren Kopf bewegen“, erzählt Ralf Schulze. „Wir mussten darauf achten, dass er rund um die Uhr sicher verstaut war. Wenn sie nicht untersucht wurde, war die Bronzeplastik in einem Tresor verschlossen.“

Restauratoren aus Florenz hatten an dem Prophetenkopf zwei verschiedene Reinigungs-Methoden ausprobiert: Einen Teil der von den Jahren geschwärzten Bronzeoberfläche reinigten sie mit Laser, einen anderen Teil chemisch mit Salzen und ein dritter Teil des Kopfes blieb ungereinigt. Die Neutronenanalyse im Rahmen des EU-Projekts „Ancient Charm“ sollte ihnen zerstörungsfrei zeigen, welche Reinigungs-Methode die beste ist.

Bei der Untersuchung am FRM II lenkten die Physiker Canella und Schulz die Neutronen so auf die jeweilige Stelle des Bronzestücks, dass sie das Metall nur leicht an der Oberfläche streiften. Durch vertikales Verschieben des Kopfes drang der Neutronenstrahl unterschiedlich tief in das Material ein. Beim Zusammenstoß mit den Neutronen gaben die verschiedenen Materialien in dem Prophetenkopf ein charakteristisches Muster an Gammastrahlen ab. Diese ausfallenden Strahlen maßen die Physiker an ihrem wissenschaftlichen Gerät, sodass sie Rückschlüsse auf die Materialzusammensetzung an der bestimmten Stelle ziehen konnten.

Neutronen dringen dabei weitaus tiefer in die Bronze ein als es etwa Röntgenstrahlen vermögen. „Für derartige Messungen an wertvollen Objekten ist eine hohe Intensität mit an einem Punkt fokussierten Neutronen erforderlich“, erklärt die verantwortliche Wissenschaftlerin am Gerät PGAA, Dr. Petra Kudejova, die für die Universität zu Köln am FRM II forscht. „Diese Möglichkeit haben wir nur an der Forschungs-Neutronenquelle in Garching.“

Im Fall der Bronzeköpfe vom Florenzer Paradiestor stellte sich bei der Analyse mit Neutronen heraus, dass die chemische Restaurierungsmethode die effizientere ist. Auf der derart gereinigten Oberfläche fanden die Physiker nämlich mit ihrer Neutronenanalyse weniger Rückstände des Elements Chlor, welches Bestandteil der schwarzen Ablagerungen ist. So wissen die Restauratoren nun, wie sie die wertvollen Ghiberti-Plastiken reinigen können.

Ein anderes interessantes Ergebnis für die Kunstgeschichte lieferte eine zweite Untersuchung des Bronzekopfs mit Neutronen am Instrument ANTARES (Advanced Neutron Tomography and Radiography Experimental System) am FRM II. Hier wurde statt der Oberfläche die komplette Plastik aus Bronze mit Neutronen durchleuchtet. Auf dem so entstandenen Bild - der Radiographie - wurde sichtbar, dass der Kopf offenbar beim ersten Guss vor fast 600 Jahren ein Loch davon getragen hatte. „Dieses Loch hat Ghiberti später gefüllt“, sagt Prof. Giuseppe Gorini vom physikalischen Institut der Universität Mailand-Bicocca, der das europäische Forschungsprojekt Ancient Charm leitet.

Seine Kollegin Prof. Carla Andreani von der Universität Rom ist begeistert von den Möglichkeiten, die die Neutronenanalyse bietet: „Das zeigt uns, dass die Anwendung von Neutronen einzigartige Informationen liefert. Sie helfen zu verstehen, wie die Figuren gefertigt wurden und wie wir sie am besten erhalten.“ Ziel des Projekts Ancient Charm ist es nun, weitere Methoden zu etablieren, um noch mehr kulturell wertvolle Stücke zerstörungsfrei mit Neutronen untersuchen zu können.

Bildmaterial (zur freien Verwendung unter Angabe des Copyrights):
http://mediatum2.ub.tum.de/?cunfold=807090&dir=807090&id=807090
Links:
EU-Projekt Ancient Charm: http://ancient-charm.neutron-eu.net/ach
Instrument PGAA: http://www.frm2.tum.de/wissenschaft/bestrahlung/pgaa/index.html
Instrument ANTARES: http://www.frm2.tum.de/wissenschaft/radiographie/antares/index.html
Kontakt:

Dipl. Phys. Ralf Schulze
Institut für Kernphysik - Universität zu Köln
Zülpicher Str. 77
50937 Köln
E-Mail: Ralf.Schulze@ikp.uni-koeln.de
Tel: +49 221 470 3649 und +49 89 289 14765

Andrea Voit
Pressereferentin
Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II)
Technische Universität München
Lichtenbergstr. 1
85748 Garching
Email: andrea.voit@frm2.tum.de
Tel: +49 89 289 12141

Andrea Voit | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://www.tum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Bergamoten – Verlockung und Verhängnis für Tabakschwärmer
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt
19.04.2017 | Forschungszentrum Jülich GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten