Già negli ultimi anni, abbiamo cominciato a studiare l’applicazione della ionoluminescenza (IL) all’identificazione della provenienza del lapislazzuli, una pietra preziosa utilizzata già a partire del quinto millennio a.C per la realizzazione di manufatti artistici. A questo scopo, sono stati studiati le proprietà di luminescenza delle singole fasi mineralogiche e gli elementi in traccia che possono differire a seconda del sito di estrazione. La IL si è rivelata molto utile per due motivi:
1) Utilizzata nella modalità broad-beam, permette di identificare rapidamente le fasi mineralogiche negli oggetti indagati.

Un esempio di come si svolge una misura: prima si analizza un ampia area con la broad beam luminescence (b), poi si passa al microbeam e si analizza l’area di interesse (in questo caso diopside che luminesce nel giallo) misurando lo spettro di emissione e gli elementi in tracce.

2) Permette di identificare differenze negli spettri in fasi mineralogiche simili, ma di lapislazzuli provenienti da giacimenti diversi.

Spettri di luminescenza su diopside e wollastonite di diversa provenienza. La luminescenza da campioni del Pamir potrebbe presentare una banda a 700 nm circa non presente nei campioni delle altre due provenienze asiatiche.

IBIL: risposta temporalmente risolta della luminescenza indotta con fasci pulsati di protoni

Lo studio del tempo di decadimento del centro di luminescenza a 580 nm presente in tutti i campioni asiatici potrebbe portare all’identificazione di un ulteriore criterio per la discriminazione delle diverse provenienze asiatiche. Poiché il tempo di decadimento dipende dalle caratteristiche del centro di luminescenza che è influenzato anche dagli elementi in tracce non direttamente coinvolti, si propone di studiare se esistano differenze tra i tempi di diseccitazione in materiali di provenienze diverse. Si prevedono tempi di decadimento anche molto lunghi a seconda delle condizioni di formazione orogenetica e della percentuale di elementi in traccia presenti.

Uno dei vantaggi di effettuare lo studio con la IL e non con altri tipi di eccitazione è di poter ottenere in contemporanea anche l’analisi degli elementi in tracce.

RL: studio possibilità di estensione della tecnica standard IBIL a sorgenti X

L’emissione luminosa può essere stimolata da diversi tipi di sonde; fra le più utilizzate ci sono: elettroni nella catodoluminescenza (CL) e ioni nella ionoluminescenza (IL). Entrambe queste tecniche non sono però trasportabili e quindi poco adatte per essere utilizzate su oggetti che non possono essere spostati (come è la maggior parte delle opere di interesse nel campo dei beni culturali).
La proposta è quindi quella di creare uno strumento portatile per effettuare analisi di luminescenza ed in particolare quello di accoppiare la misura di luminescenza con quella elementale. Dal momento che la fluorescenza di raggi-X è attualmente la tecnica elementale più utilizzata per la caratterizzazione di materiali in campo storico/artistico/archeologico, la scelta più naturale è ricaduta sulla radioluminescenza (luminescenza indotta da raggi-X). Il metodo è attualmente già utilizzato in vari laboratori per la caratterizzazione di materiali, ma non è mai stato reso trasportabile e quindi adatto all’analisi di beni culturali.