Хранители времени. Реконструкция истории Вселенной атом за атомом - Дэвид Хелфанд

за секунду. На шестидюймовой (15 см) странице иллюминированной рукописи это в общей сложности более 1000 триллионов (1015) нейтронов. Впрочем, напомним, что, если нейтрон не оказывается на расстоянии 10–14 см от ядра, он вообще не подпадает под влияние сильного взаимодействия и поэтому проходит прямо через картину. Принимая во внимание крошечный размер мишеней, 99,9999999999 % нейтронов пролетают сквозь нее, и только пять или шесть из каждого триллиона атомов на картине преображаются в результате нейтронного захвата.

Чтобы представить, насколько это незначительно, вообразите склад, занимающий целый квартал Нью-Йорка (ок. 80 × 275 м). Высота этого склада – двадцать этажей, и он полностью заполнен синими шариками, каждый из которых представляет один атом на картине. Нейтронное облучение превращает пять или шесть шариков в красные. Если бы 2000 человек работали по восемь часов в день, пять дней в неделю и ухитрялись бы каждую секунду хватать по одному синему шарику и выбрасывать его в окно, тогда на то, чтобы найти пять красных шариков, им потребовалось бы более шестидесяти лет. А если бы склад находился рядом с Центральным парком, выброшенные шарики заполонили бы весь парк по колено. Так что вполне справедливо назвать авторадиографию неразрушающим методом анализа.

После образования радиоактивных ядер их периоды полураспада оказываются различными. Но нужно точно выяснить, где именно на каждой картине расположены определенные элементы, поэтому на ее лицевую сторону накладывают кусочек пленки с тем расчетом, чтобы улетающие электроны делали его видимым. Пленку оставляют на то или иное время, отмеряя различные интервалы после облучения, – так выявляют присутствие разных элементов с разным периодом полураспада. В произведениях «Испанского фальсификатора» исследователей интересовали такие элементы (с соответствующими периодами полураспада): Марганец (2,58 часа), Медь (12,7 часа), Натрий (15 часов), Мышьяк (26,3 часа), Золото (2,7 дня), Хром (27,7 дня), Ртуть (46,7 дня), Сурьма (60,2 дня) и Цинк (244 дня)2. Пленку накладывали по прошествии определенного времени после воздействия (в скобках указан срок): спустя один день (на один день), спустя четыре дня (на два дня), спустя семь дней (на два дня) и спустя двадцать два дня (на пять дней).

Одна из рукописей, бревиарий XV века, приобретенный библиотекой Моргана в 1900 году – еще до того, как должность заведующей заняла Грин, – содержит двенадцать календарных картин и шесть иллюстраций, на одной из которых изображена сцена с Марией Магдалиной. Книге на самом деле 600 лет, и предполагалось, что, хотя листья и цветы, украшающие поля каждой страницы, оригинальны, миниатюры добавил «Испанский фальсификатор». Авторадиограммы показали, что синяя краска, которой рисовали цветы на кайме (содержащая Медь), отличалась от синей краски, использованной для неба (содержащей Натрий), хотя на вид они были совершенно одинаковы. Пусть даже периоды полураспада этих двух изотопов схожи, вследствие чего можно было бы ожидать равной интенсивности, Медь обладает гораздо большей способностью поглощать нейтроны и, следовательно, проявляется более интенсивно. Синий пигмент, в котором присутствовала Медь, был доступен в средние века, но голубое небо, по всей видимости, изображали ультрамарином (химическая формула Na7Al6Si6O24S3), пигментом, содержащим Натрий и впервые произведенным в XIX веке.

На пленке, экспонированной через семь-девять дней после облучения, видна разница между зелеными листьями, окаймляющими картину, и зеленой травой на иллюстрации – интенсивность последней не столь велика. К моменту экспозиции от 22 до 27 дней зеленая трава совершенно инертна, а листья на границе все еще активны. Это значит, что пигмент, при помощи которого создавалась иллюстрация, содержит Мышьяк; его период полураспада составляет всего 26,3 часа, так что за 22 дня прошло двадцать таких периодов и осталась только одна миллионная часть наведенной радиоактивности3. И действительно, Мышьяк входит в состав парижской зелени (ацето-арсенит меди). Впервые она стала доступной художникам в 1818 году и считалась лучшим зеленым пигментом на протяжении XIX века. Однако она ядовита, и в начале XX века от нее отказались4.

Засветка пленки меняется, поскольку электроны вылетают «строго по графику», который, как отмечалось выше, соответствует различным периодам полураспада наведенных радиоактивных изотопов. Но кроме того, конечные продукты распада остаются в возбужденном состоянии и быстро испускают гамма-лучи, энергии которых соответствуют уникальному набору возбужденных ядерных состояний того или иного элемента и благодаря проявлению определенных характеристик однозначно свидетельствуют о его присутствии. Однако, поскольку эти фотоны испускаются в случайных направлениях, невозможно определить, из каких областей картины они произошли. Поэтому авторадиографическая пленка и спектрометр, распределяющий гамма-лучи по энергии, работают в тандеме: спектрометр подтверждает присутствие Мышьяка, а пленка показывает, где именно он находится. Что касается иллюстрации Марии Магдалины в бревиарии, то гипотеза о том, что рамки были оригинальными, а иллюстрация – поддельной, подтвердилась.

Творческое наследие Блейклока

Перемены в составе пигментов, использованных художниками, или датировка дерева или холста, на которых написаны их картины, помогают обнаружить подделку, когда авторы самих произведений уже давно ушли в мир иной (см. гл. 8). Однако поддельные произведения современных художников нужно исследовать более аккуратно, хотя можно применить некоторые из тех же неразрушающих методов.

Считается, что среди американских художников чаще всего подделывают работы Ральфа Альберта Блейклока. Свой творческий путь он начал в Нью-Йорке в 1870-х годах, вернувшись из трехлетнего путешествия по американскому Западу. Блейклок был в основном самоучкой, и хотя его ранние работы напоминают «Школу реки Гудзон», со временем он развил уникальный романтический стиль, типичный пример которого – дивные пейзажи, залитые лунным светом. Но хотя он писал очень много картин, продавать их он не умел совершенно, и работа не давала ему средств, необходимых для того, чтобы прокормить и одеть свою жену и девятерых детей. В 1891 году у него случился нервный срыв, и к 1899 году его навсегда поместили в лечебницу. После его ухода со сцены успех его работ у критиков резко возрос, как и продажи картин, начавших приносить четырех-, а затем и пятизначные суммы. Из-за такого высокого спроса и отсутствия постоянного предложения быстро стали распространяться подделки, которыми, помимо других, занималась и его дочь Мэриан (впоследствии ее тоже поместили в приют для душевнобольных).

В 1970-х годах Морис Коттер и его коллеги провели обширное исследование произведений Блейклока и его современников, в том числе и ряда известных подделок5. Авторадиографии, а также рентгеновскому облучению подверглись в общей сложности сорок пять картин. Рентгенография картины работает так же, как в рентген-кабинете: фотоны рентгеновского излучения проходят через картину и обнаруживаются на другой стороне – либо на пленке, либо, что более вероятно в наши дни, на электронном детекторе. Как и с изображением сломанной кости, видимой сквозь кожу и мышцы, рентгеновские лучи могут выявить скрытые слои картины; кроме того, поскольку каждый атом поглощает рентгеновские лучи с определенными энергиями