Als we naar een schilderij kijken, hoe weten we dat het een echt kunstwerk is?

Alles wat we met het blote oog zien in een schilderij - van de Australische outback-afbeeldingen van Albert Namatjira of Russell Drysdale, tot de levendige werken van Pro Hart – is te danken aan de mix van kleuren die deel uitmaken van het zichtbare spectrum.

Maar als we op een andere manier naar het schilderij kijken, op een deel van het spectrum dat onzichtbaar is voor onze ogen, dan zien we iets heel anders.

Zoals uit ons recent gepubliceerde onderzoek blijkt, het kan ons zelfs helpen om kunstfraude op te sporen.

Een kwestie van frequentie

Het elektromagnetische spectrum varieert van zeer hoogfrequente gammastraling tot extreem laagfrequente straling van slechts enkele hertz. Hertz is de meeteenheid voor frequentie.

De frequentie van kleuren in het zichtbare spectrum varieert van blauw, bij ongeveer 800 terahertz (THz), door naar rood bij ongeveer 400THz (1 THz =10 ¹² of 1, 000, 000, 000, 000 hertz).

Als we naar frequenties onder het zichtbare spectrum gaan, vinden we het nabij-infrarood op ongeveer 300THz en dan het midden-infrarood op ongeveer 30THz.

Dan komt het ver-infrarood en eindelijk ontmoeten we de frequenties rond de 1THz.

Als we nog verder gaan, komen we bij microgolven en radiogolven waar frequenties variëren van gigahertz tot kilohertz. Dus het terahertz-deel van het elektromagnetische spectrum ligt tussen de radio en de zichtbare delen - met andere woorden, tussen elektronica en fotonica.

Dingen kunnen er heel anders uitzien als ze worden bekeken met "ogen" die kunnen zien in het terahertz-bereik. Sommige dingen die transparant zijn voor zichtbaar licht, zoals water, zijn ondoorzichtig voor terahertz-licht.

Omgekeerd, sommige dingen waar zichtbaar licht niet doorheen kan, zoals zwart plastic, gemakkelijk terahertz-straling doorlaten.

Intrigerend, twee objecten die dezelfde kleur hebben wanneer ze door het blote oog worden bekeken, kunnen terahertz-straling anders uitzenden. Dus hun terahertz-signaal kan worden gebruikt om ze uit elkaar te houden.

Pigmenten en kleur

Dit wijst op het mogelijke gebruik van terahertz-straling in onderscheidende verven en pigmenten. Terahertz-spectroscopie kan verschillende pigmenten met vergelijkbare kleuren onderscheiden.

We hebben onlangs terahertz-spectroscopie gebruikt om onderscheid te maken tussen drie verwante pigmenten. Ze komen allemaal uit een familie van chemische verbindingen die chinacridonen worden genoemd. Deze worden veel gebruikt bij het produceren van stabiele, reproduceerbare pigmenten die in kleur variëren van rood tot violet.

Metingen aan de Universiteit van Wollongong leverden de experimentele gegevens in het bereik van 1THz tot 10THz. Numerieke modellering aan de Syracuse University (New York) reproduceerde de experimentele gegevens, en gaf fysiek inzicht in de oorsprong van de waargenomen kenmerken.

Het gecombineerde experimentele en theoretische werk, vorige maand gepubliceerd in het Journal of Physical Chemistry, toont ondubbelzinnig aan dat terahertz-spectroscopie drie verschillende chinacridonen kan onderscheiden.

Dit brengt ons bij het onderwerp kunstauthenticatie - of nog belangrijker, het opsporen van gevallen van kunstfraude.

kunst fraude

Musea, galerijen en verzamelaars zijn doorgaans zeer beschermend over hun kunstcollecties, maar terahertz-spectroscopie is zeer geschikt om hun werken te onderzoeken.

Terwijl terahertz-spectrometers zich vaak in laboratoria bevinden, er zijn ook draagbare modellen.

In tegenstelling tot een analyse waarbij materiaal moet worden verwijderd en verbruikt (door het te laten reageren met chemicaliën, of verbranden), er wordt geen contact gemaakt met het materiaal, en dus geen schade aan het kunstwerk.

De terahertz-straling schijnt gewoon op het schilderij, en de doorgelaten straling wordt gemeten. Door de lage energie en lage dichtheid van terahertzstraling wordt het schilderij op geen enkele manier beschadigd.

Dit alles maakt het geschikt om kunst te onderzoeken op een manier die het niet beschadigt en kan worden uitgevoerd waar het zich bevindt - in een galerie, of thuis, of bijna overal.

Van theorie naar praktijk

Dus hoe kan terahertz-spectroscopie helpen bij het opsporen van kunstfraude in de praktijk?

Hier is een voorbeeld. Laten we zeggen dat terahertz-spectroscopie een chinacridonpigment in een schilderij oppikt. Quinacridon is een kunstmatig materiaal dat voor het eerst werd gesynthetiseerd in 1935, het schilderij moet dus van 1935 of later dateren.

Elke bewering dat het schilderij een werk is van Leonardo da Vinci (die stierf in 1519), Vincent van Gogh (overleden 1890) of Claude Monet (overleden 1926) konden daarom worden afgewezen. Elke bewering dat het werk van een kunstenaar was die na 1935 werkte, kon op deze basis niet zo gemakkelijk worden weerlegd.

Natuurlijk, andere fysieke methoden dan terahertz-spectroscopie kunnen worden toegepast om schilderijen te analyseren. Een directe manier om kunstwerken te analyseren is door geavanceerde, kwantitatieve metingen van het zichtbare spectrum.

Kunstwerken kunnen ook worden ondervraagd door andere lichtsoorten die boven het blauwe eind zichtbare spectrum liggen. Hier hebben de ultraviolette (uv) fotonen een hogere energie dan de zichtbare fotonen. Dat betekent dat ze energie kunnen stoppen in een materiaal dat opnieuw wordt uitgestraald als zichtbare fotonen.

Dit is het fenomeen van fluorescentie, en uv-fluorescentie is een gevestigde waarde in de conservering van kunst.

Verder boven het ultraviolet bewegen, Röntgenstralen kunnen worden gebruikt om kunstwerken te onderzoeken. Bijvoorbeeld, Röntgenfluorescentie in het Australische Synchrotron is gebruikt om verborgen lagen te vinden in werken van Degas en Streeton.

Een echte vervalsing?

Er zijn veel aspecten aan het authenticeren van een kunstwerk, het lichamelijk onderzoek is er maar één van.

Niettemin, technische analyse van de gebruikte materialen – de verven, het canvas, de frames – speelt een fundamentele rol, en dat is waar terahertz-spectroscopie bijdraagt.

Maar ook andere benaderingen spelen een rol. Bijvoorbeeld, documentatie, zoals verkoopgegevens, kan belangrijk bewijs leveren, evenals de meer subtiele beoordeling van stijl door kunsthistorici.

De perceptie van mensen die kunst beoordelen en kopen is zelf een belangrijke factor. Het woord van de kunstenaar zou als definitief kunnen worden beschouwd, maar zelfs dit is verworpen door de mening van deskundigen, zoals in het geval van Lucian Freud.

Eindelijk, de juridische dimensie is van cruciaal belang, zoals onlangs is gemeld bij de vernietiging van de veroordelingen voor kunstfraude van Peter Gant en Mohamed Siddique. Deze hadden betrekking op de schilderijen Blue Lavender Bay, Oranje Lavendel Baai, en door het raam. De vraag was of de schilderijen het werk waren van Brett Whiteley.

Andere gebruiken

Natuurlijk, kunstfraude is slechts één toepassing van terahertz-spectroscopie. Er zijn veel meer.

Kan door papier en karton dringen, terahertz-straling kan worden gebruikt om in enveloppen te kijken naar smokkelwaar, of in verpakt voedsel voor besmetting.

Terahertz-methoden zijn gebruikt om brandwonden te beoordelen en de hydratatie van planten te controleren.

Als betere terahertz-bronnen, detectoren en componenten worden ontwikkeld, het toepassingsgebied zal verder worden uitgebreid.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.