Spoločná práca archeológov a fyzikov na tomto jedinečnom náleze otvára nové otázky o použití týchto materiálov v súčasnom výskume. Prečo tvrdia, že tento objav zdôrazňuje prepojenie medzi históriou a vedou
V samom srdci Stredozemného mora, neďaleko ostrova Sardínia, zostala loď, ktorá sa potopila pred viac ako dvoma tisícročiami, skrytá pod vodou až do jej objavenia v roku 1988. Na palube lode sa nachádzal jedinečný poklad: náklad stoviek libier olovených ingotov, ktoré Rímska ríša ťažila na Pyrenejskom polostrove medzi rokmi 50 a 80 pred naším letopočtom.
Tieto ingoty, pravdepodobne určené na infraštruktúrne práce v Ríme, či už na akvadukty alebo na výrobu munície, nikdy nedosiahli svoj cieľ, pretože loď sa potopila v dôsledku búrky.
Skutočný význam tohto nálezu však nespočíva len v jeho historickej a archeologickej hodnote. Desaťročia po svojom objave náklad vzbudil záujem vedeckej komunity, najmä talianskeho fyzika Etore Fioriniho z Národného inštitútu jadrovej fyziky Talianska (INFN), ktorý v týchto starovekých zliatkach videl dôležitý nástroj na vyriešenie jednej z najväčších záhad modernej fyziky: objavovanie temnej hmoty na Zemi.
Súvislosť medzi toxickým kovom staroveku a výskumom subatomárnych častíc spočíva v jedinečných vlastnostiach rímskeho olova. Olovo sa tradične používa vo vedeckých laboratóriách na tienenie a izoláciu experimentov od okolitého žiarenia vďaka svojej vysokej hustote.
Táto izolácia má rozhodujúci význam pre zabránenie vonkajším rušivým vplyvom pri citlivých meraniach častíc. Súčasný olovo, hoci je účinné, obsahuje stopy olova-210, rádioaktívneho izotopu, ktorý môže generovať šum pozadia a rušiť zachytávanie neviditeľných signálov, ako sú tie, ktoré môžu vzniknúť pri interakcii temnej hmoty.
Rímsky olovo, ktoré ležalo pod vodou dve tisícročia, malo jednu výhodu: všetka zvyšková rádioaktivita tohto izotopu zmizla. To z neho robilo výnimočný materiál, nenahraditeľný ani v porovnaní s najčistejším olovom nedávnej výroby. Takto by ingoty vyzdvihnuté z potopeného lode mohli zabezpečiť bezkonkurenčnú ochranu detekčných komôr, čím by sa zabránilo rádioaktívnym časticiam pokaziť výsledky experimentov.
Návrh Fioriniho však vyvolal diskusiu medzi fyzikmi a archeológmi. Na jednej strane bol vedecký záujem o využitie olova pre pokročilý výskum, na druhej strane bola potreba zachovať historické objekty v celistvosti a bezpečí pre potomkov a štúdium minulosti. Na každom ingote bol vytlačený latinský nápis, akási identifikačná karta potvrdzujúca jeho pôvod, čo mu dodávalo neoceniteľnú kultúrnu hodnotu.
Dohoda bola dosiahnutá vďaka dohode medzi INFN a archeológmi zodpovednými za nález. Taliansky inštitút poskytol finančné zdroje a logistickú podporu na vyzdvihnutie potopeného lode a na oplátku si mohol ponechať olovo, za podmienky, že každý ingot bude dôkladne zdokumentovaný a analyzovaný na molekulárnej úrovni z hľadiska znečistenia, aby sa presne určilo jeho pôvod.
V tejto súvislosti doktor Paolo Gorla, fyzik z INFN, vyhlásil pre ABC News Australia, že Fiorini a jeho tím „nepremeškali historickú hodnotu, a preto dosiahli dohodu s archeológmi: s pomocou peňazí a podpory INFN pomôžu zdvihnúť potopenú loď, ale olovo zostane im“. Archeológovia nakoniec súhlasili pod podmienkou, že „každý ingot bude dôkladne zdokumentovaný“.
Gorla povedal pre ABC News Australia: „Zaujímavé je, že spoločnosti, ktoré ťažili olovo z bane, razili svoje logo na hornú časť tehál,“ a zdôraznil, že súčasťou dohody bolo preskúmať každý ingot na molekulárnej úrovni s cieľom zistiť znečistenie, ktoré by pomohlo identifikovať baňu pôvodu: „Bolo to ako preukaz totožnosti… Pomohlo to pracovníkom služby kultúrneho dedičstva zistiť, z ktorej bane v Španielsku bol tento olovo ťažený.“
Táto dohoda umožnila pokrok v oboch smeroch: obnovenie starovekých obchodných ciest a výskum tajomstiev vesmíru. Gorla to nazval „vzájomnou výmenou medzi milovníkmi histórie; len idyla archeológov bola spojená s históriou Ríma a jeho s históriou vesmíru“.
Po dokončení procesu dokumentácie a odliatia v roku 2010 INFN konečne dostala dlho očakávaný náklad. Táto možnosť sa naplno realizovala v experimente CUORE (Podzemná kryogénna observatórium pre vzácne udalosti), inštalovanom pod horou Gran Sasso, kde podmienky a ochrana, ktorú poskytuje rímsky olovo, zohrali rozhodujúcu úlohu.
CUORE udržiava teplotu blízku absolútnej nule a je chránený pred neustálym bombardovaním kozmickým žiarením samotnou horou. Rímsky olovený štít, odliaty v blokoch a umiestnený okolo detektora, účinne eliminuje zvyškovú rádioaktivitu prítomnú v prostredí. Tým sa minimalizuje pravdepodobnosť, že falošné signály skreslia merania pri hľadaní neuchopiteľnej temnej hmoty.
Činnosť CUORE je založená na detekcii minimálnych kolísaní teploty spôsobených kontaktom elementárnych častíc s materiálom detektora. V tomto mimoriadne tichom prostredí každá interakcia spôsobuje mierne zvýšenie teploty, ktoré je možné zaznamenať s vysokou presnosťou. Vďaka starobylej olovennej ochrane je možné tieto udalosti rozlíšiť s citlivosťou, ktorú nie je možné dosiahnuť s inými materiálmi.
Doposiaľ získané výsledky neumožnili identifikovať častice temnej hmoty, ale tím fyzikov si zachováva nádej na nadchádzajúce aktualizácie experimentu. Odkaz doktora Fioriniho, ktorý zomrel v roku 2023, naďalej žije v spojení medzi starovekou históriou a moderným vedeckým výskumom. „Môžeme s istotou povedať, že bez takéhoto kvalitného tienenia by sme nemohli vykonávať merania na úrovni, na akej ich vykonávame teraz,“ vyhlásil Gorla.
