ARCHAEOMETRY

ll corso si propone di fornire allo studente gli elementi di base e lo stato dell’arte delle principali metodologie per la caratterizzazione e la datazione di materiali di interesse per il Patrimonio Culturale. Particolare attenzione è rivolta alle tecniche utilizzate per lo studio di dipinti ed opere policrome nonché per le metodologie che permettono di stabilire la cronologia assoluta di ceramiche, laterizi, malte, sedimenti geologici e speleotemi.

Conoscenza e capacità di comprensione

Comprensione critica degli sviluppi più avanzati della Fisica Moderna sia negli aspetti teorici che di laboratorio e delle loro interconnessioni, anche in campi interdisciplinari.

Adeguata conoscenza degli strumenti matematici e informatici avanzati di uso corrente nei settori della ricerca di base e applicata.

Notevole padronanza del metodo scientifico, e comprensione della natura e dei procedimenti della ricerca in Fisica.

Capacità di applicare conoscenza

Capacità di identificare gli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario, ed essere in grado di effettuare le approssimazioni richieste.

Capacità di utilizzare lo strumento della analogia per applicare soluzioni conosciute a problemi nuovi (problem solving).

Capacità di progettare e di mettere in atto procedure sperimentali e teoriche per risolvere problemi della ricerca accademica e industriale o per il miglioramento dei risultati esistenti.

Capacità di utilizzo di strumenti di calcolo matematico analitico e numerico e delle tecnologie informatiche, incluso lo sviluppo di programmi software.

Capacità di sviluppare approcci e metodi nuovi e originali.

Autonomia di giudizio

Capacità di lavorare con crescenti gradi di autonomia, anche assumendo responsabilità nella programmazione e nella gestione di progetti.

Consapevolezza dei problemi di sicurezza nell'attività di laboratorio.

Capacità di argomentare personali interpretazioni di fenomeni fisici, confrontandosi nell’ambito di gruppi di lavoro.

Sviluppo del senso di responsabilità attraverso la scelta dei corsi opzionali e dell'argomento della tesi di laurea.

Abilità communicative

Capacità di comunicare in lingua italiana e in lingua inglese nei settori avanzati della Fisica.

Capacità di presentare una propria attività di ricerca o di rassegna a un pubblico di specialisti o di profani.

Capacità di lavorare in un gruppo interdisciplinare, adeguando le modalità di espressione a interlocutori di diversa cultura.

Capacità di apprendimento

Capacità di acquisire adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze.

Capacità di accedere alla letteratura specializzata sia nel campo prescelto che in campi scientificamente vicini.

Capacità di utilizzare banche dati e risorse bibliografiche e scientifiche per estrarne informazioni e spunti atti a meglio inquadrare e sviluppare il proprio lavoro di studio e di ricerca.

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche in laboratorio.

Onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Interazione radiazione e. m. - materia.

Struttura atomica e nucleare. Decadimenti radioattivi. Interazione particelle - materia.

Fisica dei rivelatori e grandezze caratteristiche dei rivelatori di radiazione.

Obbligatoria.

L’archeometria e le scienze applicate ai Beni Culturali: Le metodologie scientifiche ed il Patrimonio Culturale ed Artistico: le applicazioni delle scienze esatte nel campo dello studio, della Conservazione e del Restauro dei Beni Culturali.

Colore e colorimetria: Elementi di ottica per la misura e la specificazione del colore. Fisiologia della visione e percezione del colore. Fotometria e basi della colorimetria. Proprietà ottiche dei corpi non autoluminosi. Rappresentazione del colore. Specificazione del colore.

Tecniche di Imaging: Microscopia elettronica. Immagini di microscopia elettronica a scansione: immagini in elettroni secondari, retrodiffusi e mappature X. Imaging RGB, riflettometria IR ed immagini UV.

Spettrometria Raman: Trattazione classica e quantistica dell’effetto Raman. Set-up sperimentale e rivelazione dei segnali. Applicazioni nei Beni Culturali.

Datazione tramite luminescenza stimolata: La Termoluminescenza (TL) e la Luminescenza Otticamente Stimolata (OSL). Principi fisici di base. Equazione dell’età. Determinazione paleodose e dose annua. Test di autenticità. Datazione di manufatti, sedimenti e strutture architettoniche.

Datazione ESR: Spettroscopia di Risonanza di Spin Elettronico in onda continua (CW). Descrizione classica e quantistica del fenomeno della risonanza. Interazioni Zeeman, iperfine e superiperfine. Principi di funzionamento di uno spettrometro ESR. Datazione ESR.

Aitken, M.J , Thermoluminescence Dating, Academic Press Inc.

Aitken, M.J , Science-based Dating in Archaeometry, Longman Archaeology Series

Aitken, M.J , Optical dating of sediments, Academic Press Inc.

Aldrovandi A., Picollo M., 2007, Metodi di documentazione e indagini non invasive sui dipinti, Il Prato Editore (collana I talenti), 112 p., 2 ed.

Edwards H. and Vandenabeele P., 2012, Analytical Archaeometry: Selected Topics, The Royal Society of Chemistry

Ferraro J.R., Nakamoto K., Brown C.W., Introductory Raman Spectroscopy, Academic Press, 2003

Goldstein J., Newbury D. E., Joy D.C., Lyman C.E. , Echlin P., Lifshin E., Sawyer L., Michael J.R., 2003, Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, Springer, 695 p., 3 ed.

Gonzalez R.C., Woods R.E., 2008, Elaborazioni delle immagini digitali, Pearson, 840 p., 3 ed.

Ikeya M., New application of Electron Spin Resonance – Dating, Dosimetry and Microscopy, World Scientific

Lewis I.R., Edwards H.G.M., Handbook of Raman Spectroscopy, Marcel Dekker, 2001

Long D. A., The Raman effect, John Wiley and sons Editor

Martini M., Milazzo M., PIacentini M., Physics Methods in Archaeometry

Oleari C., Standard Colorimetry: Definitions, Algorithms and Software, 2016, John Wiley Sons Inc

Tilley R.J.D., 2011, Colour and the optical properties of materials., Wiley, 510 p.

Turrell G. and Corset J., Raman Microscopy: Developments and Applications, Elsevier Academic Press, 1996.

Wyszecki G. and Stiles W. S., 2000, Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, John Wiley & Sons, 968 p., 3 ed.

Appunti forniti dal docente

L'esame consiste in un colloquio sugli argomenti del programma e nella discussione di un elaborato relativo alla descrizione e all'elaborazione dei dati sperimentali su un'esperienza di laboratorio realizzata durante il periodo didattico.

Metodologie fisiche per i Beni Culturali e informazioni ottenibili.

Datazione di ceramiche e sedimenti mediante luminescenza stimolata.

Datazione di speleotemi mediante Risonanza di Spin Elettronico.

Misura di contenuti radioattivi tramite spettrometria gamma.

Misure sperimentali per la specificazione del colore.

Il ruolo della spettrometria Raman per lo studio dei Beni Culturali.