Contenuti e metodi

Tutti gli studi sono condotti tramite l’utilizzo di tecniche non-distruttive e non-invasive quali la fluorescenza a raggi X (ED-XRF), spettroscopia Raman e spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR) disponibili nel laboratorio CREF, ed altre tecniche complementari quali diffrazione X e neutroni, spettroscopia gamma, imaging a raggi X e neutroni disponibili tramite accesso ad infrastrutture di ricerca esterne. 

Di seguito sono presentate in dettaglio le principali attività di ricerca effettuate o in corso di svolgimento nel periodo di riferimento: 

• Pigmenti, leganti e loro interazione. Lo studio prevede attività sperimentali seguite da statistica multivariata e Machine Learning per l’analisi di dipinti. Sviluppo di un nuovo metodo di analisi dati per la caratterizzazione dei dipinti tramite tecniche spettroscopiche e Machine Learning. Lo studio fornisce la base per eventuali analisi di dipinti con particolare attenzione al ben noto pittore Michelangelo Merisi detto il Caravaggio. 
• Diffrazione di neutroni in-situ per l’analisi della struttura cristallina di ossa soggette a combustione anaerobica. Lo studio ha permesso di identificare e quantificare le variazioni strutturali e di cristallinità durante il riscaldamento in condizioni anaerobiche per l’identificazione di biomarcatori di temperatura. Il lavoro svolto, oltre che in archeologia, può avere un impatto anche nelle scienze forensi, aprendo la strada verso un nuovo campo di ricerca. 
• Metallurgia nell’antico Egitto. Studio delle tecniche di lavorazione di vasi metallici appartenenti al Corredo Funerario di Kha e Merit (Museo Egizio di Torino) tramite diffrazione a raggi X e Machine Learning. 
• Benchmarks minerali in ceramiche Sumere. Lo studio riguarda lo sviluppo di un nuovo approccio attraverso la spettroscopia FTIR e il Machine Learning per l’identificazione delle fasi primarie e secondarie e le alterazioni termiche dovute ai processi di cottura delle materie prime. La procedura è stata applicata allo studio di ceramiche sumere provenienti dal sito archeologico di Abu Tbeirah (4000-2000 a.C.) in Iraq. 
• Elemental and molecular benchmarks in EVOO. Sviluppo di una procedura analitica per il monitoraggio della qualità, della tracciabilità e per la valutazione della sicurezza nell’industria alimentare dell’olio extravergine di oliva italiano (EVOO) mediante spettroscopia infrarossa, fluorescenza a Raggi X e Machine Learning. In particolare, è possibile identificare l’origine geografica, il tipo di cultivar utilizzato e l’eventuale adulterazione. Il lavoro ha un notevole impatto nel campo della Food Science. 
• Hydrogen Detection Limits and Instrument Sensitivity. Sviluppo di nuovi metodi per la determinazione rigorosa della sensibilità strumentale di spettrometri di scattering neutronico inelastico (INS). Il lavoro svolto fornisce un punto di riferimento rispetto al quale valutare le performances degli strumenti attuali e futuri. 
• Riti di sepoltura della Roma Imperiale. Lo studio riguarda l’analisi tramite spettroscopie vibrazionali di resti ossei ritrovati nell’Ipogeo delle Ghirlande, a Grottaferrata (Roma). L’Ipogeo delle Ghirlande è uno straordinario sito sepolcrale di epoca romana risalente al I-II secolo d.C. e scoperto nel 2000. I risultati ottenuti forniscono elementi significativi per comprendere la storia del sito ed i riti di sepoltura.
• Preparati e medicamenti del XVII e XVIII secolo. Studio in collaborazione con il Museo di Medicina di Sapienza Università di Roma, con la partecipazione della Dott.ssa Miriam Focaccia. Le attività mirano a comprendere la farmacologia e le farmacopee nonché le formulazioni di antichi preparati e medicamenti. È stato adottato un approccio multidisciplinare che combina la caratterizzazione chimico-fisica con l’informazione storico-scientifica e la contestualizzazione culturale. 
• Manoscritti e testi librari del XVII e XVIII secolo. Studio in collaborazione con la Pontificia Università Gregoriana di Roma riguardo a manoscritti quali la copia originale dell’opera magna del gesuita Jesuit Antonio Vieira (1608-1697 BC). Lo studio riguarda l’analisi di adesivi, inchiostri, carte e prodotti di restauro all’avanguardia per testare la loro durabilità ed efficacia. 
• Studio delle filigrane del Corpus Chartarum Italicarum del XVI secolo. Studio combinato delle tecniche spettroscopiche come XRF e t-FTIR in combinata con tecniche di Machine Learning per lo studio delle ricette e le tecnologie delle cartiere attorno a Fabriano, centro di diffusione di un nuovo metodo di fabbricazione della carta che si è stato poi esportato in tutta l’Europa.
• Numismatica. Lo studio riguarda l’analisi di monete appartenenti a diverse collezioni di differente periodo storico e provenienza per l’individuazione di benchmarks specifici per l’attribuzione ed autenticazione. 
• Nanoparticelle di SiO2. Nuovi trattamenti di conservazione della Pietraforte Arenaria testati su campioni provenienti da Palazzi Rinascimentali di Firenze.
• Imaging di neutroni e tecniche di Machine Learning. Sviluppo di nuove tecniche di analisi dati di imaging per l’ottimizzazione di nuove metodologie per l’estrazione di features significative.

Attività di outreach della linea di ricerca. 

• [2023] Visita al laboratorio di Fisica per i Beni Culturali nell’ambito delle visite museali. 
• [2022] G. Festa. Festival della Scienza di Roma. Nell’ambito delle attività del Festival delle Scienze di Roma, partecipazione al Podcast di Adriana Migliucci “Stesi dalle Tesi.”. 
• [2022] G. Festa. Ossa, spettrometri e antichi rimedi. Quando la fisica incontra l’archeologia, Digitour, Festival della Scienza di Genova, 24 ottobre 2022. 
• [2022] Notte europea dei ricercatori, Fisica per i Beni Culturali. Attività di divulgazione scientifica presso il CREF.
• [2022] “Tutela e conservazione: i restauratori raccontano”. Presentazione degli ultimi interventi di restauro sui cimeli del museo, 7 maggio 2022 – MuGa, Polo Culturale Mentana. 
• [2022] Invisible Colours. 2 a edizione Evento online per le scuole superiori, Giulia Festa, La ricerca attraverso i colori, 27 aprile 2022. 
• [2022] Quantum Weeks a via Panisperna, 14 aprile 2022, visita ai laboratori di Fisica per i Beni Culturali. 
• [2022] Webinar 11 febbraio – CREF in occasione della Giornata internazionale delle donne e delle ragazze nella scienza, Scienziate di oggi incontrano scienziat* di domani, venerdì 11 febbraio 2022. 
• [2021] Ideazione e realizzazione della prima edizione del concorso per le scuole superiori Invisible Colours. 1 a edizione, Evento online, 27 aprile 2021

Nel prossimo triennio si prevede di dedicare una percentuale del tempo del personale per attività di outreach e divulgazione scientifica tramite la partecipazione ad eventi di divulgazione, seminari, attività specifiche e progetti di disseminazione della cultura scientifica e dei risultati della ricerca.