Sepultados por la erupción del Vesubio hace 2.040 años, una fuente de luz sincrotrón en el Reino Unido será utilizada para poder desenrrollar y leer una muestra de los conocidos Papiros de Herculano.

El uso de tinta de carbón es una de las principales razones por las que estos rollos han evadido el descifrado. A diferencia de las tintas a base de metal utilizadas para escribir documentos medievales, la tinta de carbón tiene una densidad similar a la del papiro carbonizado en el que se asienta. Por lo tanto, parece invisible en los escáneres de rayos X.

Aprendizaje automático

Dirigidos por el experto decodificador de artefactos antiguos, el profesor Brent Seales, de la Universidad de Kentucky, los científicos utilizarán Diamond, una poderosa fuente de luz. Diamond Light Source es la instalación nacional británica de radiación sincrotrón, utilizada para investigaciones científicas en varias disciplinas.​ Está situado en el Harwell Science and Innovation Campus. El anillo de almacenamiento, de 3 GeV entró en funcionamiento en 2007.

Además del uso del sincrotrón, se usarán otras técnicas para descifrar el contenido de estos papiros: debido a que los cuatro fragmentos contienen muchas capas y presentan una escritura visible y expuesta en la parte superior, proporcionarán los datos clave necesarios para desarrollar un algoritmo de aprendizaje automático que permitirá la visualización de tinta de carbón.

La herramienta de aprendizaje automático desarrollada amplificará esa señal de tinta al entrenar un algoritmo informático para reconocerla, píxel por píxel, a partir de fotografías de fragmentos abiertos que muestran exactamente dónde está la tinta.

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¿Cuál ha sido el volcán más poderoso jamás registrado en la Tierra?

Estos famosos papiros fueron descubiertos en 1752 en una antigua villa romana cerca de la Bahía de Nápoles que se cree que pertenece a la familia de Julio César. La mayoría de los 1.800 pergaminos residen en la Biblioteca Nazionale di Napoli. Su estado de conservación es excepcional en parte por las características del erupción del Vesubio.

Una apacible tarde como otra cualquiera, la del 24 de agosto del año 79, el volcán Vesubio estaba entrando en erupción, escupiendo las entrañas de la tierra a algo más de mil grados centígrados de temperatura. Se estima que la erupción alcanzó un poder unas quinientas veces superior al de la bomba lanzada sobre Hiroshima el 6 de agosto de 1945. La lava alcanzó la ciudad a una velocidad de 110 kilómetros por hora, sin posibilidad de que nadie escapara. En apenas unas horas, todo había quedado cubierto de cenizas hasta una altura de seis metros. Tal y como explica en el libro ¡Mecagüen! Palabrotas, insultos y blasfemias:

Aquel flujo piroplástico sumió a Pompeya en el olvido durante siglos. Fue una tragedia pero, por contrapartida, aquel proceso conservó la ciudad como un insecto preservado en ámbar. Una ciudad detenida en el tiempo, encerrada en un bibelot, hasta que, en 1748, se comenzó a excavar en la zona y se descubrió el museo natural que allí yacía, si bien la ciudad no fue identificada como tal hasta mucho más tarde, en 1763. Se recuperaron unos mil quinientos cadáveres fosilizados, una ínfima parte del total de víctimas, entre las que se encontraba el célebre escritor y científico Plinio el Viejo, pero también herramientas, esculturas, viviendas… Goethe, un gran aficionado a visitar ruinas arqueológicas, se acercó en dos ocasiones Pompeya en 1787, y llegó a afirmar: “Muchas calamidades han ocurrido en el mundo, pero ninguna ha proporcionado más entretenimiento a la posteridad que esta”. Porque Pompeya, más que un resto arqueológico, era como un viaje en el tiempo.

Los coprolitos, las heces fosilizadas de animales del pasado, como los dinosaurios, contienen información sobre el estilo de vida y la dieta del animal que no se puede obtener de estudiar su esqueleto.

Para mejorar su estudio, paleontólogos de la Universidad de Uppsala y de ESRF Grenoble, gracias al sincrotrón, un tipo de acelerador de partículas de este laboratorio, ha concebido modelos tridimensionales de alta cadlidad de dichos fósiles.

Coprolitos

De forma no destructiva, mediante tomografía de sincrotrón, es como se han obtenido estos excrementos 3D que permiten estudiar mejor alimentos, parásitos u otros objetos tragados involuntariamente por los animales extintos.

Antes, la mayoría de estos hallazgos se basan en secciones transversales bidimensionales de los coprolitos, obtenidas cortándolas en rodajas, lo que hace irreconocibles algunas muestras o se deja de analizar una gran parte de la muestra.

Con este nuevo sistema, sin embargo, es posible visualizar la estructura interna de las heces fósiles y reconstruir su contenido, lo que nunca antes había sido posible. Para demostrarlo, se han presentado bajo esta técnica dos coprolitos de Polonia de 230 millones de años.

Esta semana ha sido noticia el descubrimiento mediante rayos X de una pintura oculta de Vincent Van Gogh. Porque gracias a una innovadora técnica utilizada en el sincrotrón DORIS III, se han superado las limitaciones que hasta ahora tenía el sistema de rayos X tradicional.

Investigadores de la Universidad de Delf tenían constancia de que Van Gogh reutilizó gran cantidad de sus cuadros durante su primera etapa creativa (se dice que hasta un tercio de las obras).

Tras investigar el cuadro “Parche de hierba”, descubrieron que existían ligeros trazos de un retrato bajo las capas más superficiales. Sin embargo, sus técnicas habituales no lograban reconstruir con más exactitud el cuadro oculto, por lo que decidieron recurrir a los servicios del instituto de investigaciones DESY.

Este centro alemán con sede en Hamburgo cuenta con un acelerador de partículas que permite realizar espectroscopias de fluorescencia de rayos X gracias a la radiación sincrotrón.

Y… ¿Qué es eso? Vayamos por partes.

Imaginemos un electrón que va siendo acelerado dentro de los anillos de un sincrotrón. Al cruzar un campo magnético, crea la radiación electromagnética conocida como radiación sincrotrón.

Dicha radiación es la fuente de los rayos X que se utilizan para el análisis. A diferencia de los rayos X convencionales, se crea un haz más intenso y fino, parecido a un láser.

Ahora elijamos hacia donde va dirigido.

Porque con este rayo, el objetivo es excitar los electrones más cercanos al núcleo de los átomos, para que salten de su órbita. Como otro electrón pasará a ocupar el espacio “abandonado”, se producirá un exceso de energía que se disipará en forma de fotones (fluorescencia), y que es detectable por la máquina.

Para poder distinguir los colores, se estudiarán por separado. El instrumento de análisis puede decidir excitar sólo determinados pigmentos, ya que cada uno de ellos tiene una estructura atómica distinta (algunos tenían plomo, otros mercurio…).

De esta forma, sólo las partículas de cierto color reaccionarán al rayo, emitiendo un destello que se traducirá en imagen.

Y todo esto, sin dañar el cuadro.

Más información | ScienceDaily (en inglés) Más información | DORIS III (en inglés)