Las imágenes de terahercios revelan una inscripción oculta en una cruz funeraria moderna

En un proyecto multidisciplinario, los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia y Georgia Tech-Lorraine utilizaron imágenes de terahercios y técnicas de procesamiento de señales para mirar debajo de la superficie corroída de una cruz funeraria de plomo del siglo XVI. Dirigido por David Citrin, profesor de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática (ECE), el esfuerzo reunió a científicos de imágenes, un químico especializado en objetos arqueológicos y un historiador del arte para revelar un mensaje que había sido oscurecido por el tiempo: una inscripción del Padrenuestro.

«Nuestro enfoque nos permitió leer un texto que estuvo oculto bajo la corrosión, quizás durante cientos de años», dijo Alexandre Locquet, profesor adjunto en ECE e investigador en Georgia Tech-CNRS IRL 2958, un laboratorio de investigación internacional conjunto en Georgia Tech. -Campus de Lorraine en Metz, Francia. «Claramente, los enfoques que acceden a dicha información sin dañar el objeto son de gran interés para los arqueólogos».

El estudio fue publicado el 2 de marzo en la revista Informes científicos.

La cruz, cortada de una lámina de plomo, se encontró en un terreno de entierro en una abadía en Remiremont, Francia, a un par de horas en automóvil del campus de Georgia Tech-Lorraine. Conocido como un cruz de absoluciónes un tipo de cruz funeraria que data de la Edad Media y se ha encontrado en yacimientos de Francia, Alemania e Inglaterra.

«Este tipo de cruz suele llevar inscripciones de oraciones o información sobre el difunto», dijo Aurélien Vacheret, director del Musée Charles-de-Bruyères en Remiremont y coautor del estudio. «Se cree que su propósito era buscar la absolución del pecado de una persona, facilitando su paso al cielo».

El museo prestó la cruz al laboratorio de Citrin con la esperanza de que el equipo pudiera usar técnicas de imagen para hacer visible lo invisible. Citrin y su grupo se especializan en evaluación no destructiva y desarrollan técnicas que permiten un examen detallado de las capas ocultas de un objeto sin cambiar o dañar su forma original. Aunque su trabajo a menudo tiene aplicaciones industriales, como la detección de daños en los fuselajes de los aviones, el grupo aprovechó la oportunidad de inspeccionar la cruz, una oportunidad para explorar más a fondo las aplicaciones de su tecnología con fines arqueológicos.

Mirando debajo del velo de la corrosión

El equipo usó un escáner comercial de terahercios para examinar la cruz cada 500 micrones (aproximadamente cada medio milímetro) a lo largo del objeto. Primero, el escáner envió pulsos cortos de radiación electromagnética de terahercios, una forma de luz que viaja en pequeñas longitudes de onda, sobre cada sección de la cruz. Algunas ondas rebotaron en la capa de corrosión, mientras que otras penetraron a través de la corrosión y se reflejaron en la superficie real de la cruz de plomo. Esto produjo dos ecos distintos del mismo pulso original.

A continuación, el equipo usó un algoritmo para procesar el tiempo de retraso entre los dos ecos en una señal con dos picos. Estos datos revelaron el espesor de la corrosión en cada punto escaneado. Las medidas de los haces de luz que se reflejaron en el metal subyacente se recolectaron para formar imágenes de la superficie de plomo debajo de la corrosión.

Percepciones interdisciplinarias

Aunque se recogieron datos cruciales durante el proceso de escaneo, las imágenes sin procesar eran demasiado ruidosas y desordenadas y la inscripción permaneció ilegible en ese momento. Pero Junliang Dong, entonces un Ph.D. estudiante en el laboratorio de Citrin, tuvo la idea de procesar las imágenes de una manera especial para eliminar el ruido. Al sustraer y juntar partes de las imágenes adquiridas en diferentes frecuencias, Dong pudo restaurar y mejorar las imágenes. Lo que quedó fue una imagen sorprendentemente legible que contenía el texto.

Usando las imágenes procesadas, Vacheret pudo identificar múltiples palabras y frases en latín. Determinó que todos eran parte del Pater Noster, comúnmente conocido como el Padre Nuestro o el Padrenuestro.

El equipo también trabajó con un conservacionista para revertir químicamente la corrosión en la cruz, confirmando la inscripción de Pater Noster. Al comparar sus imágenes con la cruz limpia, el equipo descubrió que sus imágenes habían revelado partes de la inscripción que no se observaban en la cruz original. Al descubrir aspectos adicionales de las inscripciones que anteriormente no estaban documentados, su trabajo pudo ofrecer una comprensión más profunda de la cruz y una mayor comprensión del cristianismo del siglo XVI en Lorena, Francia.

«En este caso, pudimos verificar nuestro trabajo después, pero no todos los objetos de plomo pueden tratarse de esta manera», dijo Citrin. «Algunos objetos son grandes, algunos deben permanecer in situ y otros son demasiado delicados. Esperamos que nuestro trabajo abra el estudio de otros objetos de plomo que también podrían revelar secretos que se encuentran debajo de la corrosión».

El grupo de Citrin también ha utilizado imágenes de terahercios para mirar debajo de la superficie de las pinturas del siglo XVII, aclarando la estructura de la capa de pintura y brindando información sobre las técnicas de los maestros pintores. Actualmente están investigando recubrimientos superficiales en cerámicas romanas antiguas.

El proyecto cruzado ilustra que el éxito requiere algo más que una medición precisa, sino también un procesamiento cuidadoso de los datos y la colaboración entre investigadores de campos dispares. El enfoque del equipo abre nuevas perspectivas para el análisis de imágenes de terahercios y podría producir grandes impulsos para los campos de adquisición y documentación digital, así como para el reconocimiento, la extracción y la clasificación de caracteres.

«A pesar de tres décadas de intenso desarrollo, las imágenes de terahercios siguen siendo un campo en rápido desarrollo», dijo Locquet. «Mientras que otros se enfocan en desarrollar el hardware, nuestros esfuerzos se concentran en aprovechar al máximo los datos que se miden».