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Les secrets d'Archimède passés aux rayons X

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Uwe Bergmann, du Stanford Synchrotron Research Laboratory (SSRL), et ses collègues ont eu l'idée d'utiliser le rayonnement X pour percer les secrets d'un document vieux de 1000 ans, seule copie existante d'au moins deux traités disparus du savant grec Archimède.

Le manuscrit d'Archimède

Le manuscrit rédigé par un scribe au Xème siècle a été effacé (sans doute au jus de citron) quelques deux cents ans plus tard pour servir de support à de nouveaux écrits (une pratique courante au Moyen-Age), devenant ainsi un palimpseste.

Depuis, la majorité des 174 pages de texte original du parchemin ont été déchiffrées grâce à des techniques d'analyses utilisant la lumière visible ou ultraviolette, mais pas toutes (dont quatre entièrement couvertes de miniatures réalisées par des faussaires au XXe siècle).

Au début du mois, les chercheurs ont pu soumettre trois pages du palimpseste, avec l'accord du Walters Art Museum de Baltimore, au puissant faisceau de rayons X du synchrotron du Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). La technique repose sur une particularité de l'encre employée pour copier le texte d'Archimède : sa teneur en fer. Un atome de fer contient 26 électrons répartis sur plusieurs couches. L'application d'un rayonnement X de 7,1 keV provoque l'expulsion d'un électron de la couche la plus proche du noyau atomique. Le vide ainsi créé est immédiatement comblé par un électron d'une couche supérieure.

Mais cet électron de remplacement a une énergie plus faible que celui d'origine ; en prenant sa nouvelle place, il émet ainsi un photon de 6,4 keV, correspondant à l'exacte différence entre les énergies des deux électrons. Cela entraîne un signal fluorescent spécifique du fer qui peut être capté par un détecteur réglé sur 6,4 keV afin de reconstruire une image du texte. L'équipe compte poursuivre son travail et analyser l'ensemble du manuscrit avant de le retranscrire sur un DVD interactif.

Les pages déjà déchiffrées portent sur les corps flottants et les équilibres des figures planes, une page contenant une introduction jusque-là inconnue à la mécanique statique d'Archimède.

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