Lo studente dovrà conoscere i fondamenti di elettromagnetismo e struttura della materia.

Il corso consiste in lezioni teoriche ed esperienze di laboratorio che mirano a fornire allo studente conoscenze specialistiche delle tecniche fisiche piu' utilizzate nell'ambito dello studio dei beni culturali. Include le tecniche di rivelazione dei raggi X, gamma e delle particelle retrodiffuse prodotte da acceleratori di tipo tandem, lo studio anche sperimentale di isotopi radioattivi, la datazione con il radiocarbonio dei materiali organici, e le tecniche ottiche per la diagnostica di affreschi e dipinti.

Gli obiettivi formativi del Corso sono quelli di fornire allo studente conoscenze specialistiche sulle tecniche fisiche piu' utilizzate per la diagnostica del patrimonio culturale.

ll corso consisterà in lezioni teoriche in aula integrate da alcune esperienze effettuate nei laboratori del CEDAD - Centro di Fisica Applicata, DAtazione e Diagnostica.

L'esame consisterà nella preparazione di una presentazione e da una discussione tenuta dallo studente su uno degli argomenti del corso.

Le date degli appelli sono disponibili sul portale degli studenti.

1. I raggi X e il loro utilizzo nello studio dei materiali
La scoperta dei raggi X e la loro importanza nell’archeologia e nella diagnostica artistica

Come i raggi X interagiscono con i materiali

Differenza tra raggi X caratteristici e radiazione continua

Cenni su fenomeni secondari (come l'effetto Auger)

 

2. La fluorescenza a raggi X (XRF)
Principi base della tecnica XRF: cosa misura e come

Tipi di strumentazione portatile e da laboratorio

Come si analizzano oggetti e materiali archeologici con XRF

Esempi pratici e applicazioni su ceramiche, metalli, pigmenti

 

3. Tecniche con fasci di particelle cariche (PIXE e RBS)
Introduzione ai fasci ionici e alla loro applicazione

Cos’è la tecnica PIXE e come viene usata per analizzare i materiali antichi

Tecnica RBS: principi e utilizzo per studiare strati sottili e materiali complessi

Dimostrazione o simulazione guidata in laboratorio

 

4. Fenomeni radioattivi e datazioni

I principali tipi di decadimento (alfa, beta, gamma)

Come funziona la datazione al radiocarbonio

Cos'è l’AMS (Accelerator Mass Spectrometry)

Applicazioni alle datazioni di reperti organici (legno, ossa, tessuti)

Preparazione dei campioni per la datazione: introduzione e principi base

 

5. Spettrometria gamma e analisi della radioattività naturale

Rivelatori gamma: come funzionano e cosa misurano

Radioattività nei materiali da costruzione e nei reperti

Protezione e schermatura: materiali e strategie

Uso pratico della spettrometria per analizzare reperti e ambienti

 

6. Tecniche ottiche per l’analisi dei beni culturali
Introduzione alla luce e allo spettro elettromagnetico

Principi base dei laser e loro applicazioni nei beni culturali

Strumenti ottici per analisi dell’atmosfera e delle superfici (es. etalometri, nefelometri)

 

7. Spettroscopia nel vicino e medio infrarosso e nell’ultravioletto
Cos’è la riflettografia IR e a cosa serve

Termografia IR: cosa permette di vedere sotto la superficie dei dipinti

Fluorescenza UV: cosa rivela su pigmenti e restauri

Applicazioni alla diagnostica non invasiva di opere d’arte e architetture

 

8. Spettroscopia Raman
Cos’è l’effetto Raman e perché è utile nei beni culturali

Strumenti Raman portatili e da laboratorio

Applicazioni: identificazione di pigmenti, vernici, materiali lapidei
Analisi con XRF portatile su campioni reali

Simulazioni di analisi PIXE/RBS

Riflettografia e termografia su riproduzioni di dipinti

Osservazioni con spettroscopia UV e Raman

Particle Induced X-Ray Emission Spectrometry, E. Johansson, J. Campbell, K. Malmqvist

Radiation detection and measurements, F. Knoll

Living with Radiation, P. Frame and W. Kolb

Archeometria: Un'introduzione ai metodi fisici in archeologia e storia dell'arte, U. Leute

Fluorescenza X, C.Seccaroni, P. Moioli