Nella Germania del XV secolo, Johannes Gutenberg sviluppò una macchina da stampa, una macchina che consentiva la produzione in serie di testi. È considerato da molti uno dei progressi tecnologici più significativi dell'ultimo millennio.

Sebbene Gutenberg riceva spesso crediti come inventore della macchina da stampa, qualche tempo prima, a circa 5.000 miglia di distanza, i coreani avevano già sviluppato una macchina da stampa a caratteri mobili.

Non c'è dubbio che gli asiatici orientali siano stati i primi. Non c'è dubbio che l'invenzione di Gutenberg in Europa abbia avuto un impatto molto maggiore.

"Quello che non si sa è se Gutenberg sapesse o meno della stampa coreana. E se potessimo fare luce su questa domanda, sarebbe sconvolgente", afferma Uwe Bergmann, professore di fisica presso l'Università del Wisconsin-Madison che, con lo studente laureato in fisica UW–Madison Minhal Gardezi, fa parte di un grande team interdisciplinare che sta analizzando testi storici.

"Ma anche se non lo facciamo, possiamo imparare molto sui primi metodi di stampa, e questa sarà già una grande intuizione", aggiunge Bergmann.

Questi testi includono pagine di una Bibbia di Gutenberg e testi confuciani e stanno aiutando a indagare su queste domande. Il team comprende esperti di testi coreani del XV secolo, esperti di Gutenberg, esperti di carta, esperti di inchiostri e molti altri.

Come hanno fatto due fisici a partecipare a un progetto sul patrimonio culturale apparentemente molto non fisico? Bergmann aveva precedentemente lavorato ad altre analisi di testi storici, dove ha aperto la strada all'applicazione di una tecnica nota come imaging a fluorescenza a raggi X (XRF).

Nell'imaging XRF, una potente macchina chiamata sincrotrone invia un raggio di raggi X intenso e molto piccolo, del diametro di un capello umano, a una pagina di testo con un angolo di 45 gradi. Il raggio eccita gli elettroni negli atomi che compongono il testo, richiedendo un altro elettrone per riempire lo spazio lasciato dal primo (tutta la materia è composta da atomi, che contengono componenti ancora più piccoli chiamati elettroni).

Il secondo elettrone perde energia nel processo e quell'energia viene rilasciata come un piccolo lampo di luce. Un rilevatore posizionato strategicamente nelle vicinanze raccoglie quella luce, o la sua fluorescenza a raggi X, e ne misura sia l'intensità che la parte dello spettro luminoso a cui appartiene.

"Ogni singolo elemento della tavola periodica emette uno spettro di fluorescenza di raggi X che è unico per quell'atomo quando viene colpito da un raggio X ad alta energia. In base al suo 'colore', sappiamo esattamente quale elemento è presente", afferma Gardezi . "È uno strumento di altissima precisione che ti dice tutti gli elementi che si trovano in ogni posizione di un campione."

Con queste informazioni, i ricercatori possono creare efficacemente una mappa elementare del documento. Scansionando rapidamente una pagina attraverso il raggio di raggi X, possono creare una registrazione dello spettro XRF su ciascun pixel. Una pagina può produrre diversi milioni di spettri XRF.

Questa estate, Bergmann e Gardezi hanno fatto parte di un team che ha utilizzato la scansione XRF presso lo SLAC National Accelerator Laboratory in California per produrre mappe elementari di diverse grandi aree dalle pagine originali di una Bibbia di Gutenberg di 42 righe della prima edizione (risalente al 1450 al 1455 d.C.) e da testi coreani risalenti alla prima parte di quel secolo.

Hanno scansionato i testi a una velocità di circa un pixel ogni 10 millisecondi, quindi hanno filtrato i dati in base alla firma elementare, fornendo mappe ad alta risoluzione di quali elementi sono presenti e in quali quantità relative.

In un certo senso, il lavoro è come scavare alla ricerca di un tesoro da una vecchia mappa:Gardezi afferma che i ricercatori non sanno esattamente cosa stanno cercando, ma sono più interessati all'imprevisto.

Ad esempio, ha recentemente presentato al team i primi risultati delle scansioni, per dimostrare che l'approccio aveva funzionato e che i ricercatori potevano separare diversi elementi. Si scopre che questo non è ciò che il team ha trovato più interessante.

"Invece, questi studiosi hanno trascorso dai 15 ai 20 minuti parlando:'Perché (questo elemento) è presente?' e avanzando ipotesi", dice Gardezi. "Come fisici, non riconosceremmo nemmeno se qualcosa è sorprendente o meno. È proprio questo aspetto interdisciplinare che ci dice cosa cercare, qual è la pistola fumante."

Man mano che sorgono più domande sulla base delle analisi elementari, Bergmann e Gardezi aiuteranno il team a rispondere quantitativamente a tali domande. Stanno già pianificando di ricreare alcune prime stampe in laboratorio, con tipi, carte e inchiostri noti, quindi confrontare queste scansioni XRF con gli originali.

La ricerca potrebbe non determinare mai in modo definitivo se Gutenberg fosse a conoscenza della stampa coreana o se avesse sviluppato la sua stampa in modo indipendente. Ma senza l'accesso alle stesse macchine da stampa originali, questi testi contengono gli unici indizi per comprendere la natura di queste macchine trasformative.

"Più ne leggi, più impari che c'è meno certezza su molte cose relative alle prime macchine da stampa", afferma Bergmann. "Forse questa tecnica ci permetterà di vedere queste stampe come una capsula del tempo e ottenere una visione inestimabile di questo momento spartiacque nella storia umana". + Esplora ulteriormente

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