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La historia cuenta que Babilonia la encumbró como la diosa del amor, la guerra y la fecundidad. La civilización antigua la llamó Ishtar, y gracias a los aportes de la física en la investigación del patrimonio cultural, ahora se sabe que los ojos y el ombligo de la pieza hallada en 1863, son rubíes finos y no cristal rojo o granate, como se creía.

El descubrimiento dado a conocer por el investigador francés Thomas Calligaro “es una investigación interesante que pudo identificar impurezas en piedras preciosas (entre otros hallazgos)”, dijo el doctor Heinz-Eberhard Mahnke del departamento de física de la Universidad Libre de Berlín (Freie Universität Berlin) en su plática "Accelerators: from material science to cultural heritage studies", impartida en el IFUNAM el 17 de abril.

Ishtar es sólo uno de los muchos objetos arqueológicos, piezas de arte fino, archivos, pinturas y hasta monumentos, cuyas características han sido descifradas gracias a nuevas herramientas y a la intervención de físicos, biólogos y químicos en el análisis del patrimonio cultural.

En particular, la física ha contribuido con herramientas como los tubos de rayos x, los cuales, tal y como se usan en un hospital para desentrañar la estructura interna de una persona, se aplican para determinar la composición, el origen, los materiales o el grado de degradación de piezas artísticas y arqueológicas.

Esto es posible gracias a que dentro de cada tubo existe un acelerador que dispara (acelera) electrones (partículas muy ligeras que rodean al núcleo dentro de un átomo). Como resultado, se produce una radiación electromagnética muy parecida a las ondas de microondas o de radio.

Bajo este principio, el doctor Eberhard Mahnke detalló las distintas investigaciones que se han realizado en el campo y destacó el análisis por haces de iones (IBA por sus siglas en inglés) como uno de los métodos más conocidos y efectivos que se han desarrollado hasta ahora.

Este método consiste en la interacción de un haz de iones (partículas cargadas eléctricamente) con los electrones y núcleos de los átomos de un material determinado. Durante este proceso pueden generarse partículas, electrones o fotones, productos que determinarán la técnica más adecuada según sea el caso: Espectrometría de Retrodispersión Rutherford (RBS), Análisis de Reacciones Nucleares (NRA); y Emisión de Rayos-X Inducida por Partículas (PIXE).

Las tres técnicas de haces de iones se basan en el mismo principio.

Por ejemplo, la técnica PIXE (Particle Induced X-ray Emission), una de las más usadas, irradia el material con un haz de partículas aceleradas provocando una colisión entre los iones del haz y los átomos del material. Esto forma “vacantes” en las capas electrónicas de los átomos de la pieza que al ser “llenadas” por electrones de otras capas, generan rayos x. Cuando estos rayos son analizados, permiten conocer la concentración de los elementos que se encuentran en la superficie de la pieza, sin dañarla.

El doctor berlinés añadió que ya se trabaja en el desarrollo de fuentes de rayos x más poderosas. Para lograrlo, estudian un fenómeno llamado Efecto Compton Inverso, relacionado con la emisión de rayos x a partir de fuentes de alta energía, como sucede en el universo con las supernovas, por ejemplo.

La naturaleza inversa de este efecto permite que los fotones (partículas elementales de la luz) se dispersen muy poco, un fenómeno muy importante durante las pruebas de contraste.

“La radiación de rayos X de fuentes Compton Inversas es muy coherente (muy potente), lo que mejora el contraste en las imágenes tomográficas”, explicó el investigador para Noticias IFUNAM. En consecuencia, habría ventajas para los campos de la arqueología, la arqueometría, entre otros.

Mientras tanto, el investigador ya prepara un congreso que se celebrará en Vermont, Estados Unidos, a finales del mes de julio de este año para conocer las nuevas aportaciones y debatir sobre la participación de las distintas disciplinas en la construcción de métodos científicos en la investigación del patrimonio cultural.

Este congreso organizado por la Gordon Research Conferences también contará con la participación del físico José Luis Ruvalcaba Sil, investigador del IFUNAM y pionero en técnicas no destructivas de análisis del patrimonio cultural en México.

Mahnke es un miembro retirado del Helmholtz-Zentrum Berlin, donde realizó, principalmente, investigaciones en materiales usando iones pesados rápidos./ Foto: Alejandro Ramírez Bahena.