Cerns Protonenbeschleuniger Elisa erforscht nun Höhlenkunst
Der Protonenbeschleuniger Elisa des Cern ermöglicht erstmals die zerstörungsfreie Analyse von Höhlenkunst und anderen archäologischen Exponaten direkt in einer Ausstellung.
Serge Mathot, angewandter Physiker am Cern, und Tessa Charles, Beschleunigerphysikerin am Ansto, führen das erste Experiment mit dem Mini-Beschleuniger ELISA durch, der nun in der Ausstellung „Discover Cern“ von Science Gateway für echte historische Forschung eingesetzt wird.
Foto: Cern
Ein funktionierender Teilchenbeschleuniger in einer Museumsausstellung ist außergewöhnlich. Elisa, der Protonenbeschleuniger des Cern, geht jedoch noch einen Schritt weiter: Er führt archäologische Forschung direkt vor Ort durch. Im Science Gateway, dem Bildungs- und Outreach-Zentrum des Cern, wird Elisa zur Analyse antiker Höhlenkunst eingesetzt. Dies ist ein weltweit einzigartiger Einsatz von Hochtechnologie im kulturellen Kontext.
So funktioniert Elisa
Elisa steht für Experimental Linac for Surface Analysis und ist speziell darauf ausgelegt, die Zusammensetzung von Objekten zu analysieren, ohne diese zu beschädigen. Der Beschleuniger ist kompakt – der zentrale Beschleunigungshohlraum misst nur einen Meter. Zum Vergleich: Der Large Hadron Collider (LHC) am Cern ist 27 Kilometer lang.
Lesetipp: Das sind die größten Erfindungen am Cern
Mit einem Protonenstrahl, der auf 2 MeV beschleunigt wird, regt Elisa Atome in Proben an, beispielsweise in den Farbpigmenten antiker Höhlenkunst. Dabei emittieren die angeregten Atome Photonen, deren Wellenlängen den Forschenden die genaue Zusammensetzung der Probe verraten.
„Das Ziel ist es, herauszufinden, wie Elisa zur Analyse von Proben eingesetzt werden kann, ohne diese zu beschädigen, was bei der Arbeit mit materiellem Kulturerbe unerlässlich ist“, erklärt Tessa Charles von der Australian Nuclear Science Technology Organisation (Ansto).
Pigmente der Vergangenheit entschlüsseln
Die ersten Tests von Elisa nutzen rekonstruierte Farbmuster, die den Pigmenten antiker Höhlenmalereien nachempfunden sind. Ziel ist es, optimale Bedingungen für die Analyse zu finden, ohne Proben zu beschädigen. Die Ergebnisse könnten Archäologinnen und Archäologen helfen, mehr über die Materialien und Techniken zu erfahren, die vor Tausenden von Jahren verwendet wurden.
Courtney Nimura von der Universität Exeter hebt die Bedeutung hervor: „Es gibt noch viel, was wir nicht darüber wissen, was vor Tausenden von Jahren zur Herstellung von Pigmenten für Felsmalereien verwendet wurde.“
Auf dem Weg zu mobilen Beschleunigern
Langfristig soll Elisa zur Entwicklung tragbarer Protonenbeschleuniger beitragen, die direkt vor Ort in Museen oder archäologischen Stätten eingesetzt werden können. Serge Mathot, einer der Entwickler, betont die Flexibilität der Technologie: „Man kann die Analyse auch in der Umgebungsluft statt im Vakuum durchführen, wodurch sie flexibler und besser für empfindliche Objekte geeignet ist.“
Ein tragbarer Beschleuniger könnte Regionen ohne Zugang zu solchen Technologien direkt bedienen. Der erste Prototyp eines mobilen Systems, Machina, wird bald in Florenz zur Untersuchung von Kunstwerken genutzt.
Elisa ist nicht nur ein Forschungsinstrument, sondern auch Teil einer interaktiven Ausstellung. Im Cern Science Gateway können Besucherinnen und Besucher live erleben, wie Wissenschaft zur Bewahrung unseres kulturellen Erbes beiträgt. Die Idee, einen funktionierenden Beschleuniger in eine Ausstellung zu integrieren, entstand in einem Brainstorming zwischen Cern-Forschenden und dem Ausstellungsteam.
Ein Beitrag von:
