Наука - практике

Физики открывают новые возможности для археологов

Международное рабочее совещание "Применение ядерно-физических методов для исследования объектов культурного наследия" работало в Дубне 16-17 декабря. Оно было организовано Лабораторией нейтронной физики ОИЯИ совместно с Национальным исследовательским центром "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт"), и в его работе приняли участие физики, археологи и палеонтологи из Армении, Венгрии, Египта, Казахстана, Монголии, России, Румынии, Узбекистана.

Открывая совещание, директор ЛНФ В.Н.Швецов отметил, что, глядя на состав, тематику, широту докладов этого первого рабочего совещания, возникает твердое ощущение, что оно - не последнее, а следующее, возможно, пройдет в Москве, в НИЦ "Курчатовский институт", или в Румынии. В своем докладе он рассказал о возможностях экспериментальных установок ЛНФ для прикладных исследований.

Приветствуя собравшихся, член оргкомитета совещания и его инициатор А.В.Белушкин (ЛНФ) заметил, что эта тематика новая для физиков, открывающая гуманитариям возможности использования ядерно-физических методов исследования объектов культурного наследия в Объединенном институте ядерных исследований. Для нашей газеты он сказал:

Идея объединить физиков и гуманитариев возникла давно, в НИЦ "Курчатовский институт" и успешно там реализуется в рамках стратегической программы конвергенции естественнонаучных и гуманитарных областей знаний. Этот ядерный центр является головной организацией в данной области.

Заместитель директора НИЦ "Курчатовский институт" Е.Б.Яцишина сделала на совещании подробный доклад о стратегии и конкретных направлениях исследований в этой области. В нашей лаборатории это направление родилось благодаря связям с Институтом археологии РАН и Институтом археологии Академии наук республики Татарстан. Поскольку у нас сложилось тесное сотрудничество с Казанским федеральным университетом (КФУ), который открыл в ОИЯИ базовую кафедру, то естественным образом возник вопрос о расширении сотрудничества.

Из доклада директора Института археологии и завкафедрой археологии КФУ А.Г.Ситдикова можно было понять, что они ведут активное сотрудничество в области использования физических методов для исследования и археологических находок, и объектов культурного наследия, и возник вопрос: а возможно ли применить здесь наши ядерно-физические методы?

И мы начали применять наши нейтронные методы, добились некоторых результатов, пока самых первых, но уже один магистрант защитил магистерскую работу по исследованию монет 11-13-го веков из древней Булгарии и поступил в аспирантуру Казанского университета. А базируется его работа у нас в ЛНФ, и его исследования морфологии возникновения, миграции серебряных монет Булгарского царства, технологии производства, ее изменений с течением времени, будут продолжаться. В свое время в секторе НАА и прикладных исследований проводились работы по анализу ранненеолитических керамик совместно с отделом археологии Восточной Европы и Сибири Государственного Эрмитажа (Ю.Ю.Пиотровский и А.Н.Мазуркевич). Это были образцы самой древней глиняной посуды в лесной зоне Восточной Европы, которая известна на сегодняшний день. Кроме того, на реакторе ИБР-2 выполнен цикл работ с румынскими специалистами по анализу минерального состава красок в иконописи.

Мы решили, что нам нужно объединиться с НИЦ "Курчатовский институт", условно говоря, "сверить часы", и, возможно, начать более широкое сотрудничество, поскольку наши нейтронные методы позволяют проводить некоторые исследования, дополнительные к тем, что делают в НИЦ "Курчатовский институт". В некоторых случаях наши нейтронные методы имеют преимущество; мы обладаем методиками, которые пока не отработаны на нейтронах в НИЦ "Курчатовский институт". Просто так сложилось исторически, что у нас нейтронный активационный анализ применялся для различных исследований в области экологии, сверхчистых материалов, и он оказался, как было видно из докладов, очень эффективным методом. Было решено собраться вместе, понять, как гуманитарии, занимающиеся археологией, палеонтологией, реставрацией и сохранением культурного наследия, видят свои современные задачи, какие физические методы уже используются, и понять нишу наших ядерно-физических методов.

Я в своем кратком вступительном слове сказал, что развито очень много уникальных и высокочувствительных методик для нужд ядерной физики, но по многим направлениям эти методики могут начать деградировать в связи с тем, что круг чисто ядерных задач в этих областях сузился, фактически, большинство актуальных, "горячих" проблем решены. Будет очень обидно потерять культуру, методику, специалистов, поэтому мы решили посмотреть, а нельзя ли то, что уже не очень востребовано в чисто научном плане, переориентировать на смежные проблемы. Оказалось, что можно. Гамма-спектроскопия высокого разрешения, позволяющая определять изотопный состав материалов, замечательно подходит для работы в области археологии, палеонтологии, культурного наследия. Очень надеемся, что это начало, мы не хотим декларировать, что уже достигли больших успехов, прорыва.

Е.Ю.Терещенко (НИЦ "Курчатовский институт"): Дело в том, что изучение археологических артефактов - это захватывающее, но крайне сложное занятие, потому что регулярно возникает вопрос применения классических методов материаловедения к артефактам, находящимся в единственном экземпляре. Или мы сталкиваемся с категорической невозможностью отбора образцов заметного размера. Например, если у вас есть сколы на монетах, их можно изучать, но если это музейные экземпляры, то вы ничего не можете сами отколоть - сохранность образца не может быть нарушена. Это условие определяет крайне сложную комбинацию методов, потому что иногда мы вынуждены отказываться от средних по размерам исследований, уходить только в интегральные, когда мы рассматриваем объект целиком, или уходить в строго локальные, когда можно отбирать микропробы, например, в электронном микроскопе.

В этой ситуации соединение обширного опыта ОИЯИ в материаловедении с применением нейтронных методов и большого накопленного опыта синхротронного и нейтронного материаловедения в НИЦ "Курчатовский институт", мне кажется, может дать новый, очень интересный рывок вперед и существенно расширит возможности. В мире сейчас начинают применять нейтроны очень широко именно для исследования культурного наследия, это развивалось постепенно, постепенно происходит модификация установок под требования артефактов. Например, вы не можете крутить как обычную болванку какой-то изучаемый объект, если он сильно корродирован. Вы продумываете, как вы крутите всё вокруг объекта или как крутите его в сохранном состоянии. Вы не можете, например, томографию сделать по классической схеме, вы делаете ее с какими-то специальными техническими ухищрениями. Я так понимаю, что сейчас и в мире, и у нас этому уделяется большое внимание, фокус исследователей перемещается на это поле. Мы поняли, что можем быть очень интересны друг другу, и это совещание нам даст много нового.

С докладом "Современные методы в изучении древних технологий" на совещании выступил директор Института археологии АН Республики Татарстан А.Г.Ситдиков: Сегодняшнее совещание очень важное и, можно сказать, знаковое, оно рассматривает междисциплинарную проблематику, связанную с сохранением и изучением культурного наследия. Это крайне важно как с научной стороны - это междисциплинарное сотрудничество ученых, естественнонаучных и гуманитариев, так и с точки зрения сохранения наследия. Все темы, обозначенные в программе, показывают импульсы движения и направление. Сотрудничество, между Дубной и Казанью как раз и есть тот процесс сближения, взаимопонимания и выстраивания программы исследований в области нейтронной физики, связанной с изучением палеоматериалов из археологических, музейных коллекций. Это совещание дает нам возможность выстроить методологическое взаимопонимание и понять возможности самих методов, возможности самих предметов и выйти на более масштабные и более целенаправленные работы по широкому спектру исследований.

Ласло Рошта (Будапештский нейтронный центр, Венгрия) представил на совещании два доклада, в которых рассказал о нейтронных методах изучения культурного наследия и недавних результатах БНЦ в этой области. Большое внимание он уделил истории и исследованиям недавно вернувшегося в Венгрию "Сокровища Сеусо" - клада времен поздней Римской империи из 15 серебряных предметов общим весом 72 кг. Именно исследования в Будапештском нейтронном центре, который после модернизации вновь начал работу в 2002 году, дали ответы на вопросы, из чего и где был сделан клад, какие технологии использовались. Рассказывая о компактных нейтронных источниках, которые можно было бы использовать или уже применяют в крупнейших археологических центрах и музеях, таких, например, как Лувр, Ласло сравнил средства, которые тратятся на футбол, с финансированием музеев и исследователей. Он использовал в качестве единицы измерения зарплату бразильского нападающего Неймара. Для реализации проекта Венгерского компактного нейтронного источника потребовалось бы всего лишь 0,05 Неймара!

С не менее интересным докладом выступил Октавиан Дулиу (ЛНФ - Румыния): Я представил результаты исследований пяти русских православных икон из Румынии. В нашей стране живут потомки русских староверов, переселившихся в Румынию 200 лет назад. Они расселились в области Добруджа в дельте Дуная, а всего их на территории Румынии живет 40 тысяч. Они привезли с собой замечательные иконы, которые хранятся в двух монастырях. Мы изучали эти иконы разными методами, чтобы получить как можно больше информации. У одной иконы мы установили возраст, а еще нам было важно определить, какими красками их писали: состав минеральных пигментов и соединяющий их клей. Оказалось, это темпера на основе куриного желтка.

Самые хорошие результаты дала радиография, потому что она позволяет различить самые мелкие детали в металлических окладах. Интересно, что на одной иконе мы обнаружили турецкую монету, она находилась на груди Святой Марии. Кроме того, мы использовали нейтронный активационный анализ. В исследовании икон он редко применяется, поскольку для него необходимы небольшие кусочки исследуемого объекта, но в процессе реставрации они как раз образовались. Также мы получили много интересных результатов, исследуя несколько румынских икон при помощи нейтронной фурье-спектроскопии, рамановской спектроскопии, рентгеновским флуоресцентным анализом, ультрафиолетовым флуоресцентным анализом - неразрушающими методами. Но основную, на мой взгляд, информацию дает радиография.

Участниками совещания стали и два студента из Египта и профессор Медхат Ибрахим (Национальный исследовательский центр, Гиза, Египет): Я оказался здесь, потому что сейчас в рамках совместной программы ОИЯИ и Академии научных исследований и технологий Египта мы проводим зимнюю студенческую практику. В Дубну приехали 25 студентов из Египта и я в качестве руководителя. Для меня это совещание интересно, поскольку я занимаюсь исследованием культурного наследия Египта, мы участвуем в нескольких проектах. Международное сотрудничество в этой области важно, поскольку предметы египетской культуры находятся не только на родине. Здесь я встретил много экспертов, занимающихся интересными исследованиями культурного наследия по всему миру. Я хочу организовать международную коллаборацию для исследовательских проектов в Египте. А всю полученную здесь информацию, все контакты я передам президенту Большого египетского музея в Гизе и руководству Египетского музея в Каире, поскольку очень важно вовлечь эти музеи в такое международное сотрудничество. Хочу отметить усилия М.В.Фронтасьевой (ЛНФ), которая постоянно задает новый импульс нашему сотрудничеству. Для такого рода гуманитарных исследований важна поддержка ЮНЕСКО, поскольку эта организация занимается всемирным культурным наследием. Это также прекрасная возможность для наших молодых исследователей участвовать в проектах по исследованию культурных ценностей не только в Египте, но и во всем мире.

Вачаган Арутюнян (Национальная научная лаборатория имени А.И.Алиханяна, Армения): Впервые в ЛНФ я приехал в мае, мы провели несколько рабочих совещаний, пришли к подготовке протокола о сотрудничестве, обмене молодыми специалистами как в фундаментальных исследованиях, так и в прикладных областях. В октябре руководство ОИЯИ побывало в Ереване, в Национальной научной лаборатории имени А.И.Алиханяна. Состоялись встречи с президентом Национальной академии наук Армении, с председателем комитета по науке Армении, который курирует сотрудничество с ОИЯИ, встречи в Ереванском государственном университете. В Армении ядерно-физические исследования культурного наследия только развиваются, оборудование приобретается, но такого опыта, как в Дубне, нет, поэтому мы налаживаем связи с Лабораторией нейтронной физики. Мы планируем проводить исследования археологических объектов Армении с применением нейтронных пучков, новых материалов, синтезируемых в Армении, которые используются в космическом материаловедении. Надеюсь, следующее рабочее совещание по ядерно-физическим методам для исследований объектов культурного наследия пройдет уже в Ереване.

Исследованиям римских металлических зеркал, найденных в Румынии, был посвящен доклад Мариуса Белка (Университет Овидиуса, Констанца, Румыния): Пока работал исследовательский реактор близ Бухареста, мы исследовали свои образцы с помощью нейтронов. Теперь он закрыт, и ЛНФ для нас - очень хорошая возможность продолжать нейтронные исследования объектов культурного наследия. Металлические зеркала времен Римской империи, которые мы исследовали, изготавливались для богатых людей по особенной технологии. Попытаться понять как можно больше об этой технологии - это важно, с одной стороны, а, с другой, интересно сравнить, насколько зеркала, найденные в окрестностях Констанцы, схожи по составу и другим параметрам с остальными римскими зеркалами. Точно известно, что производство таких зеркал началось давно и продолжалось долго, и любопытно сравнить, как менялась технология со временем, понять ее детали. Еще один важный аспект - на территории Добруджи не найдено остатков металлургического производства, то есть эти металлические зеркала здесь не изготавливались, а именно привозились.

Е.К.Столярова (кафедра археологии МГУ): Мы пытаемся здесь открыть для себя новые возможности, мы проводили какие-то анализы, основываясь на методиках второй половины прошлого века, сейчас начинается некий новый этап, уже XXI век, и за рубежом новые научные методики активно используются. Я занимаюсь стеклом, а с ним работа более сложная, чем с металлом, к металлическим изделиям можно больше методов применить. Мы проводим свои исследования в ЛНФ, но в них есть некоторые ограничения, не все получилось, что мы хотели, но интересно посмотреть, чем физики могут нам помочь. Вообще, отрадно, что физики заинтересовались объектами культурного наследия, мы долгое время варились в собственном соку, на наших старых наработках. Это внимание очень приятно, и прозвучавшие доклады подтвердили, что физикам это действительно интересно.

Сотрудничество физиков и специалистов, занимающихся изучением и сохранением нашей истории в артефактах, началось не сегодня, но сейчас оно выходит на новый уровень. Будем ждать новых интересных результатов этого взаимодействия. Доклад о прошедшем в ОИЯИ международном совещании будет направлен в ЮНЕСКО и послужит новым импульсом в партнерских отношениях нашего Института с этой престижной международной организацией.

Ольга ТАРАНТИНА