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太赫兹光谱技术——检测艺术欺诈的新工具

Date:2017-06-20 14:47:27    Views:1905   Source:

【转载】来源:phys.org;电子科技大学太赫兹研究中心 四川太赫兹应用研究联合课题组 张倬诚 编译

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                                                                          当用太赫兹眼睛观察时,颜料可能看起来非常不同。

 当我们看一幅画时,我们怎么知道这是一件真正的艺术品?

    我们在一幅画中看到的一切,从阿尔伯特•纳马蒂拉(Albert Namatjira)或罗素•兰德斯戴尔(Russell Drysdale)的澳大利亚内陆图像到Pro Hart的充满活力的作品 - 都是由于构成可见光谱的一部分的颜色混合在一起。

    但是,如果我们以不同的方式来看这幅画,那么在我们眼中看不到的一部分光谱中,我们可以看到一些非常不同的东西。

    正如我们最近发表的研究表明,它甚至可以帮助我们检测艺术欺诈。

    频率问题

    电磁频谱范围从极高频γ射线到几赫兹极低频辐射。赫兹是频率测量的单位。

    可见光谱中的颜色频率范围为蓝色,约800太赫兹(THz),直到红色为约400THz(1 THz = 1012或1,000,000,000,000赫兹)。

    如果我们下降到低于可见光谱的频率,我们发现在约300THz的近红外,然后在约30THz的中红外。

    然后是远红外线,最后我们满足大约1THz的频率。

    继续进一步带来我们的频率范围从千兆赫兹到千赫兹的微波和无线电波。因此,电磁频谱的太赫兹部分位于无线电和可见部分之间 - 换句话说,在电子和光子之间。

    当用可以看到在太赫兹的“眼睛”观察时,可以看到很多不同的东西。一些对可见光透明的东西,如水,对太赫兹光是不透明的。

    相反,一些可见光不能穿透的东西,例如黑色塑料,容易传递太赫兹辐射。

    有趣的是,当由无辅助眼睛观察时具有相同颜色的两个物体可以不同地传递太赫兹辐射。所以他们的太赫兹信号可以用来告诉他们分开。

    颜料和颜色

    这表明太赫兹辐射在分辨油漆和颜料方面的潜在用途。太赫兹光谱可以区分不同绘画和颜料。

    我们最近使用太赫兹光谱来区分三种相关颜料。全部来自称为喹吖啶酮的化合物族。这些广泛用于生产颜色范围从红色到紫色的稳定可重复的颜料。

    卧龙岗大学的测量提供了1THz至10THz范围内的实验数据。雪城大学(纽约)的数值模拟重现了实验数据,并对观察到的特征的起源进行了分析。

    上个月在“物理化学杂志”上发表的综合实验和理论工作明确表明,太赫兹光谱能够区分三种不同的喹吖啶酮。

    这引入我们艺术认证的主题——或更重要的是,检测艺术欺诈案件。

    艺术欺诈

    博物馆,画廊和收藏家通常非常保护他们的艺术收藏,太赫兹光谱学非常适合检查他们的作品。

    虽然太赫兹光谱仪通常位于实验室,但也有便携式型号。

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                          电磁频谱的太赫兹(1012)区域


   与需要去除和消耗某些材料(通过与化学品反应或燃烧)的分析不同,与材料不存在接触,因此对艺术品不会造成任何伤害。

    太赫兹辐射简单地照射在绘画上,测量透射辐射。太赫兹辐射的低能量和低密度意味着该涂料不会以任何方式损坏。

    这一切使它适合于以无损的方式检查艺术品,并且可以在艺术馆所在的地方 - 在画廊,家庭或几乎任何地方进行。

    从理论到实践

    那么太赫兹光谱如何协助检测艺术欺诈呢?

    这是一个例子。让我们说太赫兹光谱法在绘画中拿起一个喹吖啶酮颜料。喹吖啶酮是一种在1935年首次合成的人造材料,所以这幅画必须在1935年以后才可以。

    任何声称这幅画是达芬奇(1519年去世),文森特梵高(1890年逝世)或莫奈(Claude Monet)(1926年逝世)的作品,都可以被驳回。1935年以后工作的艺术家的任何声称都不能在此基础上轻易反驳。

    当然,除太赫兹光谱之外的其他物理方法也可以应用于分析绘画。分析艺术作品的一种直接方法是通过对可见光谱进行复杂的定量测量。

    艺术作品也可能被蓝色可见光谱之上的其他光源所询问。在这里,紫外线(uv)光子的能量高于可见光子。这意味着它们可以将能量放入作为可见光子重新辐射的材料。

    这就是荧光现象,紫外荧光是艺术保护中一个已建立的工具。

    在紫外线之上进一步移动,可以使用X射线来检查艺术品。 例如,澳大利亚同步加速器的X射线荧光已经用于在Degas和Streeton的作品中找到隐藏层。

    真假?

    验证艺术品有很多方面,身体检查只是其中之一。

    尽管如此,所使用的材料的技术分析 - 油漆,画布,框架 - 起着根本的作用,这就是太赫兹光谱的贡献。

    但其他方法也起作用。例如,销售记录等文件可能提供关键的证据,也可能是艺术史学家更为微妙的评价风格。

    评估和购买艺术品的人的看法本身就是一个重要因素。艺术家的话可能被认为是确定性的,但即使这一点被专家意见推翻了,就像卢修斯•弗洛伊德一样。

    最后,法律层面是至关重要的,正如最近在Peter Gant和Mohamed Siddique的艺术欺诈信念的消除中所报道的那样。这些与Blue Lavender Bay, Orange Lavender Bay和通过窗口的绘画有关。问题在于这幅画是不是布雷特•怀特利的作品。

    其他用途

    当然,艺术欺诈只是太赫兹光谱学的一个应用,太赫兹光谱学还有更多的应用。

    太赫兹辐射可以穿透纸和纸板,可以用来查看信封内的违禁品,或内包装食品中的污染物。

    太赫兹方法已被用于评估灼伤和监测植物的水合作用。

    随着更好的太赫兹源、检测器和组件的开发,应用范围将进一步扩大。