Feltárultak Arkhimédész titkai

Arkhimédész ezer évvel ezelőtt lemásolt művét egy fizikai laboratórium részecskegyorsítójának röntgensugaraival tették láthatóvá. A bonyolult vizsgálatra azért volt szükség, mert a kézirat ún. palimpszeszt formában maradt fenn.

A görög eredetű palimpszeszt (palimpszésztosz - újra dörzsölt) szó olyan többször használt íráshordozót jelöl, amelyről valamilyen technikával, például dörzsöléssel, áztatással eltávolították a korábban ráírt szöveget. A középkorban így hamisítottak okleveleket. Esetünkben nem hamisításról, hanem a kecskebőr pergamenlapok újrafelhasználásáról van szó. A pergamenre eredetileg a 10. században írták rá Arkhimédész tanulmányait Konstantinápolyban. A 13. században Jeruzsálemben egy szerzetes gondosan lekaparta a görög szöveget, és görög ortodox imákat írt a 90 fokkal elforgatott lapokra. A röntgen-sugaras feltárásnak köszönhetően ismertté vált az átíró személyazonossága is. Joannesz Müronász volt a neve és 1229. április 14-én fejezte be az imák leírását. Müronász egyébként nemcsak az Arkhimédész szövegre írt, hanem más filozófiai kéziratokat is "kivakart". Ezek is tartalmaznak eddig nem ismert szövegeket, pl. az. i.e. 4. században élt Hüperidész munkáit. Összesen öt korábbi könyvből használt fel lapokat Müronász.

A 174 oldalas kéziratot J. Heiberg dán professzor fedezte fel 1906-ban. Nagyítóval próbálta kibetűzni a csaknem láthatatlan alapszöveget. Megállapította, hogy Arkhimédész-írásokat tartalmaz, de sok szövegrészt nem tudott elolvasni. A kötet azóta viseli az "Arkhimédész palimpszeszt" nevet. Később magángyűjteménybe került, majd 1998-ban egy aukción 2 millió dollárért vásárolta meg az az ismeretlen gyűjtő, aki lehetővé tette az alapos vizsgálatokat. Az aukción eladott könyvben négy teljes oldalt arannyal készített képek borítottak, ezekről hamar kiderült, hogy modern, 20. századi hamisítványok, amelyekkel nyilván az imádságoskönyv értéket akarták növelni. Az első alapos vizsgálatok során különböző hullámhosszakon készítettek felvételeket, amelyek sok részletet feltártak, de nem adtak használható képet a felső írás alatt rejtőző eredeti szövegről.

2003-ban Uwe Bergmann, a kaliforniai Stanford lineáris gyorsító központ (SLAC) fizikusa új vizsgálati módszert javasolt: a SLAC szinkrotron részecskegyorsítója által szolgáltatott röntgen-nyalábbal láthatóvá lehetne tenni a festék vas és kalcium tartalmát. Az ötletet sikeresen valóra váltották.
A szinkrotron típusú részecskegyorsítókban körpályán mozognak a részecskék. A mágneses tér által körpályára kényszerített, a fénysebességhez közeli sebességgel mozgó elektronok repülésük közben sugároznak, méghozzá az elektromágneses színkép röntgen tartományában. A gyorsítóból érintő irányban kilépő röntgen-sugárzás energiája az elektron energiájától függ, tehát az elektron energiájának változtatásával elérhető a kívánt hullámhossz. A vizsgálatokhoz nem használhattak tetszőleges energiájú sugárzást, hanem csak nagyon jól meghatározott energia felelt meg. A pontos beállítás azért elengedhetetlen, mert az atomok elektronszerkezetébe akartak beavatkozni.

Az atommagot körülvevő elektronfelhőben az elektronok meghatározott energiájú pályákon keringenek. (Ez a szemléletes kép jelentős leegyszerűsítése a kvantummechnika által leírt valóságnak, de segít a folyamat megértésében.) Normál állapotban az elektronok a lehető legalacsonyabb energiaállapotban vannak, a kis energiájú pályák vannak betöltve. Az atomra röntgen-sugarat bocsátva, ki lehet lökni egy elektront valamelyik belső pályáról. A kilökött elektron üres helye nem marad sokáig üres, az egyik külső pályáról, vagyis egy magasabb energiájú helyről beugrik oda egy másik elektron. A magasabb energiaállapotból az alacsonyabba átlépett elektron fölöslegessé vált energiáját kisugározza. Ez a kilépő sugárzás is a röntgen-tartományba esik, energiája nagyon pontosan meghatározott és jellemző a kibocsátó atomra. A besugárzott lap atomjai által kisugárzott karakterisztikus röntgen-sugárzást megfelelő észlelő-berendezések várták. A vasra jellemző hullámhosszat figyelve kirajzolódott a vastartalmú atomok elhelyezkedése, vagyis a vastartalmú tintával írt szöveg. A módszer neve röntgenfluoreszcencia-spektroszkópia, színképelemzés röntgen-sugárzás által előidézett fénykibocsátással.

Egyetlen oldal elolvasása 12 órát vett igénybe, ennyi idő alatt tapogatták le a lapot a hajszálvékonyra fókuszált intenzív röntgen-nyalábbal. A szinkrotront a nyár végén karbantartás végett leállították, addig egy tucatnyi lapot vizsgáltak át, köztük az aranyfóliával fedett lapokat. Most a tudománytörténészeken a sor. A SLAC fizikusainak köszönhetően korábban ismeretlen Arkhimédész- szövegrészletek is feltárultak, a palimpszeszt egyébként hét Arkhimédész tanulmányt tartalmaz.

A sikeres vizsgálat széleskörű érdeklődést keltett, hiszen a könyvtárak, levéltárak sok olyan palimpszeszt kötetet őriznek, amelyeknél még nem sikerült az eredeti szöveget rekonstruálni.

Jéki László