Máy quang phổ phát xạ tia X phát hiện sự thịnh vượng của các đế chế
Một nghiên cứu về các đồng xu vàng lưu hành ở những thời điểm khác hay của đế chế La Mã đã cho thấy nền kinh tế thịnh vượng tại thời điểm đó.
Các đồng xu La Mã. Nguồn: phys.com
Để đưa ra được kết luận này, các nhà nghiên cứu đã mang ba đồng xu La Mã đến Cơ sở Máy gia tốc neutron và muon ISIS của Hội đồng Các cơ sở KH&CN để phân tích.
Nhìn về quá khứ
Khi cần phân tích các di vật có giá trị cao, nhìn chung, các nhà nghiên cứu thường sử dụng các kỹ thuật đánh giá không phá hủy. Các nhà nghiên cứu của trường đại học Oxford và trường đại học Warwick đã mang ba đồng xu La Mã đến cơ sở ISIS. Họ muốn xem xem liệu các đồng xu này có lớp bề mặt được “gia cố” như thế nào hoặc pha trộn một cách bí mật với những kim loại khác ra sao.
Bằng cách đó, các nhà nghiên cứu có thể tìm thấy rất nhiều điều về xã hội tiêu dùng những đồng tiền đó, bao gồm cả mức độ ổn định của nền kinh tế.
Các đồng xu được phân tích này thuộc về ba triều đại của ba vị hoàng đế La Mã:
Tiberius (đầu thế kỷ thứ nhất trước công nguyên)
Hadrian (giữa thế kỷ thứ hai trước công nguyên)
Julian II (giữa thế kỷ thứ tư trước công nguyên)
Để đo đạc được độ nguyên chất của các đồng xu vàng, họ sử dụng máy quang phổ phát xạ tia X muon, một quá trình phân tích không phá hủy bao gồm cả việc “nung” các hạt muon mang điện tích âm trên đồng xu.
Các hạt muon sau đó bắt giữ các nguyên tử bên trong các đồng xu, vốn phát xạ một “vết” của các tia X muon mang đặc điểm độc nhất vô nhị của nguyên tố mà chúng mới được tách ra.
“Lõi” của đồng xu
TS. George Green của trường đại học Oxford, một trong số các tác giả, nói: “Các kết quả từ những phân tích mức bề mặt của các đồng xu cho thấy chúng đều được làm từ vàng có độ nguyên chất rất cao. Tuy nhiên, những phép đo đạc thực hiện trên một vài phần của mili mét trích xuất từ đồng xu, vì vậy có một câu hỏi rất hợp lý là “liệu có gì khác không?”. Liệu có thường xuyên có những chất khác ngoài vàng bên trong đồng xu không? Chúng ta biết là người La Mã vẫn thường cố tình pha trộn các đồng tiền bạc của mình để giấu đi một thực tế là pha rất nhiều đồng ở trong, vì vậy rất có thể xảy ra điều đó với các đồng vàng.
Việc thực hiện công trình nghiên cứu ở ISIS trích mẫu ở giữa các đồng xu bằng cách đánh giá không phá hủy cho thấy độ nguyên chất của nó trên bề mặt cũng biểu hiện được thành phần tại “lõi”. Ở một mức độ cơ bản, nó không chỉ thể hiện được mức độ ổn định của nền kinh tế đế chế La Mã, những kết luận rút ra từ nghiên cứu đó cũng hữu dụng cho các nhà nghiên cứu cần sử dụng các phương pháp đánh giá có xâm lấn hoặc không xâm lấn trên bề mặt của các đồng vàng La Mã. Giờ đây, họ có thể tin tưởng rằng các bề mặt của những đồng xu cũng thể hiện rất nhiều tính chất của các đồng xu đó”.
Dưới đế chế La Mã, thông thương mua bán và vận tải đã ở mức phát triển rất cao. Nguồn: historyhit.com
Kỹ thuật không phá hủy
Việc sử dụng kỹ thuật này giúp các nhà khoa học chứng minh được chính xác hơn các thành phần làm nên các hiện vật cổ xưa mà không thể có được, nếu sử dụng các phương pháp khác.
Máy quang phổ phát xạ tia X muon lại có ưu điểm không đòi hỏi vật thể cần kiểm tra phải được làm sạch trước khi phân tích, qua đó làm giảm khối lượng công việc của các viện nghiên cứu di sản văn hóa.
Việc làm sạch một số hiện vật có thể dẫn đến làm hư hại chúng. Kỹ thuật này, do đó, vô cùng hữu dụng để phân tích các hiện vật vẫn bị bùn đất bao phủ, ví dụ như những hiện vật được lấy lên từ những con tàu đắm.
TS. Adrian Hillier, người phụ trách nhóm nghiên cứu về muon ISIS, nói: “Những kết quả đó nhấn mạnh vào tiềm năng của kỹ thuật đánh giá không phá hủy ở lĩnh vực di sản văn hóa. Nó cho phép có thể lấy mẫu sâu hơn dưới lớp bề mặt của các hiện vật khảo cổ, không cần phải chuẩn bị mẫu và không để lại phóng xạ trên bề mặt hiện vật cần kiểm tra. Điều này khiến cho nó trở thành một công cụ hoàn hảo cho những công việc thực hiện trên các bộ sưu tập của bảo tàng. Việc nghiên cứu được độ tinh khiết của vật thể có thể giúp xác định được chiều sâu của độ ăn mòn trên vật thể, nhận diện được những thay đổi về mặt hóa học bên trong hiện vật do quá trình chế tác, hoặc cho thấy hiện vật mà chúng ta nghĩ là làm từ một vật liệu nhưng trên thực tế là được làm giả mạo từ vật liệu khác, thực hiện được tất cả những điều đó mà không làm suy suyển hiện vật quý”.
Thanh Phương tổng hợp
Nguồn: https://phys.org/news/2021-11-muonic-x-ray-emission-spectroscopy-roman.html
