Technologie die oorspronkelijk is ontwikkeld voor CERN's Large Hadron Collider en vervolgens door ESA in de ruimte is gevlogen, wordt nu gebruikt om historische kunstwerken te analyseren, helpen om vervalsingen op te sporen.

"De kunstmarkt is een jungle - sommigen zeggen dat ongeveer 50% van de kunstwerken en schilderijen nep zijn of onjuist worden toegeschreven, " legt Josef Uher uit, chief technology officer van het Tsjechische bedrijf InsightART. "Dit heeft enorme gevolgen voor de waarde van dergelijke kunstwerken."

Het jonge bedrijf - gevestigd in ESA's Business Incubation Centre Czech Republic in Praag - maakt op een nieuwe manier gebruik van een krachtig stralingsdetectieapparaat genaamd Timepix.

De oorsprong van de chip gaat terug tot diep onder de Zwitsers-Franse grens:CERN, de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek, had een detector nodig met voldoende gevoeligheid en dynamisch bereik om snapshots te verzamelen van wat er uit de Large Hadron Collider zou komen als deze operationeel zou worden.

Vervolgens werd een samenwerking genaamd Medipix opgericht om de technologie over te dragen buiten het veld van de hoge-energiefysica. Timepix bereikte vervolgens de ruimte aan boord van het internationale ruimtestation en ESA's aardobservatie Proba-V.

Timepix gebruikt een 256 x 256-pixel siliconen sensor. De sleutel tot de effectiviteit is dat elke pixel – elk ongeveer 55 micrometer vierkant, ongeveer de helft van de dikte van een gemiddelde mensenhaar – verwerkt straling en verzendt signalen onafhankelijk van alle andere pixels, het vastleggen van zeer hoge detailniveaus.

InsightART gebruikt deze inherente gevoeligheid om kunstwerken te onderzoeken op een manier die voorheen alleen mogelijk was met enorme synchrotron-deeltjesversnellers - die zowel zeldzaam als moeilijk toegankelijk zijn.

Een standaard röntgenfoto van een schilderij kan onderliggende details laten zien die verborgen zijn door de bovenste verflaag. Het op Timepix gebaseerde sensorapparaat van InsightART kan elk afzonderlijk pigment afzonderlijk 'belichten'. Aan elk pigment kan een kleur worden toegewezen om te helpen bij visuele analyse, en een filterproces kan alleen penseelstreken tonen die met een specifiek pigment zijn gemaakt, zoals loodverf.

Een kunstexpert kan vervolgens de resultaten analyseren om te beoordelen of de onderliggende afbeeldingen en materialen consistent zijn met zowel de stijl van de vermeende kunstenaar als de aan het schilderij toegeschreven datum.

Een nieuwe standaard zetten in stralingsmonitoring

In de Large Hadron Collider van CERN en andere deeltjesversnellers, Timepix-sensoren leveren 3D-snapshots van geladen deeltjessporen. In een baan om de aarde vervullen ze vergelijkbare taken.

Een Timepix-chip vliegt sinds 2012 aan boord van het internationale ruimtestation en het Instituut voor Experimentele en Toegepaste Natuurkunde van de Tsjechische Technische Universiteit heeft een Timepix-apparaat gebruikt om hun SATRAM-instrument (Space Application of Timepix-based Radiation Monitor) te bouwen. die in 2015 op Proba-V werd gelanceerd.

SATRAM is van onschatbare waarde geweest bij het onderzoeken van het hoge stralingsgebied dat bekend staat als de Zuid-Atlantische anomalie - een zwakke plek in het magnetische veld van de aarde. Als gevolg hiervan zal Timepix nu de kern vormen van ESA's nieuwe Miniaturized Radiation Monitor, een nieuwe generatie stralingsdetectoren bedoeld om op toekomstige telecommunicatiesatellieten te vliegen.

In de tussentijd, op de grond, Timepix-apparaten worden ook breder gebruikt, inclusief het niet-destructief testen van hoogwaardige constructies zoals vliegtuigvleugels, evenals kunstwerken.

"In de toekomst willen we onze röntgenbeeldvorming combineren met virtual reality om het gebruik bij het scannen van objecten gemakkelijker en natuurlijker te maken. " voegt Josef Uher toe. "Uiteindelijk zou dit zelfs voor medische toepassingen kunnen worden gebruikt - het zal tijd kosten, maar het heeft zoveel potentie."