26/07/24 Óptica

HISTORIA DE UNA COPA ROMANA ÚNICA
La Copa de Licurgo, un vaso de vidrio romano que data del siglo IV d.C. y en el que, según los historiadores, se representa la victoria de Constantino I sobre Licinio. En ella aparece tallada la muerte del rey Licurgo, gran enemigo de Dionisio, el dios griego del vino. En esta versión del mito, el rey trató de acabar con una de sus ménades, la ninfa Ambrosía. Ella se transformó en una vid y se fue enrollando alrededor de Licurgo hasta que lo mató.

Pero volviendo a la ciencia de la copa, ¿cómo es posible que cambie de color de esta manera tan evidente? ¿De dónde viene este dicroísmo? A pesar de tener constancia escrita de la existencia de la copa desde 1845, no fue hasta 1990 cuando los científicos consiguieron resolver este misterio utilizando una moderna técnica de análisis, el microscopio electrónico de transmisión.

El secreto de este cambio de color se encuentra en el cristal con el que está fabricada; o más bien, en las diminutas partículas esféricas de diferentes metales incluidas en este cristal. Estas pequeñas partículas, llamadas nanopartículas, principalmente de oro y plata tienen diámetros que van de 50 nanómetros a 100 nanómetros, es decir, mil veces más pequeñas que un grano de sal.

Resulta que al ser iluminadas presentan un fenómeno llamado resonancia de plasmón de superficie: cuando el tamaño de una partícula metálica es mucho menor que la longitud de onda de la luz incidente, los electrones de ellas oscilan con el campo eléctrico de la luz.

Para determinadas longitudes de onda, se produce un acoplamiento entre la oscilación del campo eléctrico incidente y la de los electrones, lo que provoca que la absorción de la luz de esa longitud de onda aumente considerablemente.

Como consecuencia, también aumenta la reflexión de las longitudes de onda no absorbidas que se asocian a un determinado color, que es el color que vemos nosotros. Por último, la luz que no se ha reflejado por el objeto ni absorbido se transmite a través de él.

UNA COPA A VECES ROJA, A VECES VERDE
En el caso de la Copa de Licurgo, el color rojo observado en transmisión es el resultado de la absorción de la luz verde del espectro visible por las partículas de oro más pequeñas; la tonalidad morada se la otorgan las partículas más grandes del mismo material; y finalmente el color verde se debe a la reflexión de la luz de ese tono por las nanopartículas de plata.

En su momento, el hallazgo provocó un gran asombro, pero también escepticismo entre los científicos, pues fabricar unas partículas tan pequeñas hace 1.600 años requeriría una tecnología inexistente en ese momento. O una destreza inusual.

Como la concentración de este tipo de partículas es extremadamente baja (40 partes por millón en el caso del oro y 300 partes por millón en el caso de la plata), la principal hipótesis sobre su fabricación es que se pudo deber a cierta "contaminación" accidental con polvo de oro y plata finamente molido que se encontrara en los talleres de los artesanos.

Sin embargo, esta curiosa serendipia también ha sembrado dudas entre los especialistas: si la copa estuviera fabricada con partículas de tamaños ligeramente diferentes u otros materiales, no se hubiera conseguido este espectacular efecto.

Es más, la copa de Licurgo no es el único ejemplo de dicroísmo debido a nanopartículas metálicas que se han encontrado en diferentes partes del mundo. Fragmentos de diversas piezas conservadas en varios museos (en el Metropolitan Museum of Art en Nueva York o el Museo Arqueológico Nacional de Madrid, entre otros) presentan también esta propiedad.
Continuará…






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