Освещая прошлое: как передовые достижения в области синхротронного излучения помогают сохранять наше историческое наследие

История неотделима от нашей жизни: она заключена в здания, которые украшают современные города, и в реликвии ушедших цивилизаций. Эти объекты составляют наше культурное наследие: они дают нам представление о прежних временах и устанавливают связь с прошлым. Но для того, чтобы исторические объекты дошли до нас хорошо сохранившимися и не затерялись в глубине веков, необходимо проводить серьезную работу.

Почему исторические объекты разрушаются? Даже те из них, которые при хранении внутри помещений были надежно защищены от неблагоприятного воздействия окружающей среды, с течением времени утрачивают былую прочность. Это вызвано мгновенными химическими реакциями, происходящими на молекулярном уровне. Внешне подобные реакции часто протекают незаметно, но если этот процесс длится досаточно долго, то его результатом могут стать серьезные повреждения.

Поскольку процесс разрушения зачастую идет медленно, нам необходимы мощные инструменты, чтобы определить, что именно происходит и почему. При том объеме непростых научных задач, с которым мы сталкиваемся сегодня, только абсолютное понимание проблемы позволяет нам разработать эффективное решение.

Передовые научные инструменты преображают труд ученых, работающих над сохранением культурно-исторического наследия. Современные технологии позволяют изучать молекулярные реакции, протекающие внутри объектов: от крошечных фрагментов материала до целых скульптур. Обладая данными высокого разрешения о процессах, вызывающих разрушение, ученые могут разрабатывать новые химические средства, изменять условия окружающей среды и выбирать альтернативные материалы, чтобы помочь предотвратить дальнейшее разрушение.

Британский синхротрон Diamond Light Source – один из лучших комплексов в мире для проведения подобных научных исследований. Diamond поддерживает целый ряд проектов в области сохранения культурно-исторического наследия. Ученые используют синхротрон Diamond для исследования самых разных объектов – от бесценных произведений живописи до древних культурных сокровищ.

В настоящее время ученые используют Diamond для оценки эффективности химических средств, использованных при консервации военного корабля эпохи Тюдоров (XVI в.) «Мэри Роуз», принадлежащего флоту короля Генриха VIII. В рентгеновских лучах разные элементы флуоресцируют по-разному. Поэтому, помещая участки древесины «Мэри Роуз» в пучок света синхротрона, ученые могут с точностью определить, какие элементы присутствуют в этом конкретном кусочке дерева и в какой форме. Это позволяет им отслеживать уровень серы в сохнущей древесине, которая и вызывает повреждения, и фиксировать увеличение концентрации кислот в кислотных образованиях исследуемого элемента по мере высыхания корабельной древесины.

Ученые также используют компьютерную томографию, чтобы исследовать, например, уровень разрушения исторических зданий Шотландии. Сканирование компьютерным томографом используется для определения внутренней структуры материалов. Исследуемый объект помещается в рентгеновские лучи, далее регистрируется, какое количество излучения поглощается разными его частями. Подобное применение делает этот прибор особенно важным для медицинских обследований, где он позволяет определить местонахождение и форму опухолей или внутренних повреждений. В Diamond аналогичный метод используется для обнаружения пор внутри зданий, построенных из такого малопрочного камня, как песчаник. При расширении внуренних пор в камне возкникают трещины, что может привести к разрушению конструкции.

Однако, исследования в области культурного наследия касаются не только мероприятий по его сохранению, исторические объекты могут помочь нам и в изучении прошлого. Наука выводит изучение археологических находок и музейных экспонатов на принципиально новый уровень, позволяя определить, откуда они происходят, как они были изготовлены, и что могут рассказать нам о людях, живших много веков назад. От орудий труда эпохи неолита до свитков Мертвого моря, научные-исследования, проводимые на базе Diamond, позволяют заглянуть в самые разные уголки древнего мира.

Наша история имеет огромное значение. Она связывает нас с прошлым, и мы несем ответственность за сохранение нашего культурного наследия. Передовые научные достижения имеют первостепенное значение для поддержания исторических связей, и такие высокотехнологичные установки как синхротрон Diamond, приближая будущее, также позволяют нам сохранить прошлое.