När vi tittar på en tavla, hur vet vi att det är ett äkta konstverk?

Allt vi ser med blotta ögat i en målning - från de australiensiska outbackbilderna av Albert Namatjira eller Russell Drysdale, till Pro Harts livliga verk - tack vare blandningen av färger som ingår i det synliga spektrumet.

Men om vi ser på målningen på ett annat sätt, vid en del av spektrumet som är osynligt för våra ögon, då kan vi se något väldigt annorlunda.

Som vår nyligen publicerade forskning visar, det kan till och med hjälpa oss att upptäcka konstfusk.

En fråga om frekvens

Det elektromagnetiska spektrumet sträcker sig från mycket högfrekventa gammastrålningar ner till extremt lågfrekvent strålning från bara några få hertz. Hertz är måttenheten för frekvens.

Färgfrekvensen i det synliga spektrumet sträcker sig från blått, vid cirka 800 terahertz (THz), till rött vid cirka 400 THz (1 THz =10 ¹² eller 1, 000, 000, 000, 000 hertz).

Om vi ​​faller till frekvenser under det synliga spektrumet hittar vi det nära-infraröda vid cirka 300 THz och sedan mitt-infrarött på cirka 30 THz.

Sedan kommer det långt infraröda och äntligen möter vi frekvenserna runt 1 THz.

Att fortsätta ännu längre tar oss till mikrovågor och radiovågor där frekvenser sträcker sig från gigahertz ner till kilohertz. Således ligger terahertz -delen av det elektromagnetiska spektrumet mellan radion och de synliga delarna - med andra ord, mellan elektronik och fotonik.

Saker kan se väldigt olika ut när de ses med "ögon" som kan ses i terahertz -området. Några saker som är transparenta för synligt ljus, som vatten, är ogenomskinliga för terahertz -ljus.

Omvänt, vissa saker som synligt ljus inte tränger igenom, som svart plast, överför lätt terahertz -strålning.

Intressant nog, två objekt som har samma färg när de ses av det ohjälpade ögat kan sända terahertzstrålning annorlunda. Så deras terahertz -signal kan användas för att skilja dem åt.

Pigment och färg

Detta pekar på den potentiella användningen av terahertz -strålning i differentierande färger och pigment. Terahertz spektroskopi kan skilja olika pigment med liknande färger.

Vi använde nyligen terahertz -spektroskopi för att skilja mellan tre relaterade pigment. Alla kommer från en familj av kemiska föreningar som kallas kinakridoner. Dessa används i stor utsträckning för att producera stabila, reproducerbara pigment som varierar i färg från rött till violett.

Mätningar vid University of Wollongong gav experimentella data i intervallet 1THz till 10THz. Numerisk modellering vid Syracuse University (New York) reproducerade experimentella data, och gav fysisk inblick i ursprunget till de observerade funktionerna.

Det kombinerade experimentella och teoretiska arbetet, publicerades förra månaden i Journal of Physical Chemistry, visar entydigt att terahertz -spektroskopi kan skilja tre olika kinakridoner.

Detta leder oss till ämnet konstautentisering - eller ännu viktigare, upptäcka fall av konstbedrägeri.

Konstbedrägeri

Museer, gallerier och samlare är vanligtvis mycket skyddande för sina konstsamlingar, men terahertz -spektroskopi är väl lämpad för att undersöka deras verk.

Medan terahertz -spektrometrar ofta finns i laboratorier, det finns också bärbara modeller.

Till skillnad från en analys som kräver att man tar bort och konsumerar något material (genom att reagera det med kemikalier, eller bränner det), det finns ingen kontakt med materialet, och därmed ingen skada på konstverket.

Terahertz -strålningen lyser helt enkelt på målningen, och den överförda strålningen mäts. Terahertz -strålningens låga energi och låga densitet gör att målningen inte skadas på något sätt.

Allt detta gör den lämplig för att undersöka konst på ett sätt som inte skadar den och kan utföras där den ligger - i ett galleri, eller hem, eller nästan var som helst.

Från teori till praktik

Så hur kan terahertz -spektroskopi hjälpa till att upptäcka konstfusk i praktiken?

Här är ett exempel. Låt oss säga att terahertz -spektroskopi tar upp ett kinakridonpigment i en målning. Kinakridon är ett konstgjort material som först syntetiserades 1935, så måleriet måste vara från 1935 eller senare.

Varje påstående om att målningen är ett verk av Leonardo da Vinci (som dog 1519), Vincent van Gogh (död 1890) eller Claude Monet (död 1926) kunde därför avfärdas. Varje påstående att verket var av en konstnär som arbetade efter 1935 kunde inte så lätt motbevisas på denna grund.

Självklart, andra fysiska metoder än terahertz -spektroskopi kan tillämpas för att analysera målningar. Ett direkt sätt att analysera konstverk är genom sofistikerade, kvantitativa mätningar av det synliga spektrumet.

Konstverk kan också förhöras av andra ljusarter som ligger ovanför det synliga spektrumet med blå ändar. Här har de ultravioletta (uv) fotonerna högre energi än synliga fotoner. Det betyder att de kan lägga energi i ett material som omstrålas som synliga fotoner.

Detta är fenomenet fluorescens, och UV-fluorescens är ett etablerat verktyg för konstbevarande.

Rör sig längre över det ultravioletta, Röntgen kan användas för att undersöka konstverk. Till exempel, Röntgenfluorescens vid Australian Synchrotron har använts för att hitta dolda lager i verk av Degas och Streeton.

En äkta fejk?

Det finns många aspekter av att autentisera ett konstverk, den fysiska undersökningen är bara en av dem.

Ändå, teknisk analys av det använda materialet - färgerna, duken, ramarna - spelar en grundläggande roll, och det är där terahertz -spektroskopi bidrar.

Men andra tillvägagångssätt spelar också en roll. Till exempel, dokumentation som exempelvis försäljningsposter kan ge viktiga bevis, liksom den mer subtila bedömningen av stil av konsthistoriker.

Uppfattningarna om människor som bedömer och köper konst är i sig en viktig faktor. Konstnärens ord kan anses vara definitivt, men även detta har åsidosatts av expertutlåtanden, som i fallet med Lucian Freud.

Till sist, den juridiska dimensionen är kritisk, som nyligen har rapporterats i upphävandet av konstbedrägerierna för Peter Gant och Mohamed Siddique. Dessa relaterade till målningarna Blue Lavender Bay, Orange Lavender Bay, och genom fönstret. Frågan var om målningarna var Brett Whiteleys verk.

Andra användningsområden

Självklart, konstbedrägeri är bara en tillämpning av terahertz -spektroskopi. Det finns många fler.

Kan tränga in i papper och kartong, terahertz -strålning kan användas för att leta in i kuvert efter smittämnen, eller inuti förpackade livsmedel för kontaminering.

Terahertz -metoder har använts för att bedöma brännskador och för att övervaka hydratisering av växter.

Som bättre terahertz -källor, detektorer och komponenter utvecklas, utbudet av applikationer kommer att expandera ytterligare.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.