2019-05-15 21:34:02
量子物理学家在洞穴艺术上发出新的光芒

著名的美国出生的考古学家Leslie Van Gelder一直与奥塔哥大学的Harald Schwefel博士和其他物理学家合作开发一种模仿几千年前旧石器时代洞穴艺术家工作的闪烁火炬之光的灯。这些灯将帮助莱斯利和其他考古学家揭示这些古代人的私密细节。

该合作将量子物理学家和考古学家与澳大利亚土着所有者,鹿追踪者,艺术家,古代DNA专家,大学生和产品设计师聚集在一起。这个故事展示了前沿科学研究可以丰富文化理解和传承的意外方式。它说明新西兰科学界的意愿和慷慨,尝试不同的东西,互相帮助。

数万年前,欧洲和澳大利亚的古代人们通过手电筒深深地进入洞穴,在他们自己手中的马,野牛,驯鹿和模板轮廓的墙壁上创造图像。在他们古老灯具闪烁的火光中,人物似乎会移动。弯曲的洞穴墙上的阴影给人一种体积和生命的幻觉,颜色看起来墨水丰富而深沉。这就是古代艺术家如何看待他们的作品。但是在过去的几十年里,在遗产洞穴景观中已经禁止开放的火焰,取代它们的LED灯带走了大部分的神秘面纱。

莱斯利说:“用LED制成的火炬的平坦的灰色和白色光线产生了几乎临床的光线,并为动物抢夺了它们的暖色和阴影。”

2016年,这是与欧洲洞穴导游的对话,为Leslie提供了制作新灯具的想法。这不仅可以提供更真实的洞穴体验。它也有助于回答重要的研究问题。

作为一名研究人员,我在过去的十年中被光线问题所吸引,“莱斯利说。”这些新灯将帮助我们探索人们如何穿过洞穴并在墙壁上画出的问题......一些图像被发现在很难到达的地方。艺术家们不得不爬上五米高的墙壁或钟乳石才能到达他们,这需要双手。所以其他人必须持有光明。我对阴影中的人们情有独钟,他们可能没有自己制作图纸,但允许其他人通过控制光线。“

Leslie回到了她所居住的新西兰的Glenorchy,其使命是寻找更真实的照明解决方案。第一步是尝试制作古代灯具的真实副本,以确定灯具所需的光的质量。她从当地的猎鹿人和屠夫那里采购动物脂肪,以模仿古代灯具中使用的驯鹿和牛脂。她与当地的雕塑家合作,使用原始工具塑造石头基地。

为了创造一个现代的等价物,她需要一些物理学家。这就是Dodd-Walls中心的用武之地。这个国家合作研究中心汇集了全国各地的科学家,开展了世界领先的光学和量子科学研究。 Leslie在搜索奥塔哥大学网站时发现了Dodd-Walls中心主任David Hutchinson教授。

“他看起来很平易近人,正在领导一个专注于光线的跨学科中心,”莱斯利说。 “所以我写信给他。他立刻回答说他可以帮忙。我没想到会那么容易!”

Hutchinson教授让Leslie与位于奥塔哥大学的Dodd-Walls中心的首席研究员Schwefel博士联系。在他的核心研究中,Schwefel博士为极其强大的量子计算机开发了世界领先的组件。他最近在着名的科学杂志“自然”杂志上发表了一篇论文,宣布他发明了一种可以彻底改变互联网效率和速度的设备。所以这个项目来自左侧领域。

“很高兴看到我们如何利用我们的光知识和光谱特性为考古界提供帮助”Schwefel博士说。 “一旦我们确定了我们想要在闪烁模式和光谱方面实现的目标,那么设计一个具有正确闪烁模式的蜡烛状结构就非常简单。”

施韦费尔博士带来了两位博士学位。作为顾问的学生和夏季学生Timothy Marshall,他与Dodd-Walls中心行业经理Luke Taylor一起创作了该产品。多德城墙中心资助了整个项目。

“他们向我索要了一份圣诞愿望清单,列出了我想让灯泡做的所有事情,”莱斯利解释道。 “在考古界寻找资金非常困难,”莱斯利说。 “这是获得他们支持的绝佳礼物。”

在2018-19的夏天,Timothy与Schwefel博士和Luke Taylor一起制作了六把手提灯,Leslie可以把它作为原型进入澳大利亚三月份工作的洞穴。

“为了颜色,强度和闪烁而努力工作到他的'愿望清单',他们的团队做了一个了不起的工作,在我离开前一周,一个手提箱在Glenorchy到达了我,那里有6个漂亮的灯。他们的玻璃杯已被吹干了在化学部门的玻璃吹制机上,每盏灯的主体都模仿了来自世界不同地区的石头,其机制是三个LED灯,它们在光谱分析中发现了钠线.Luke和Timothy做了一系列的实验。风和灯芯的长度会产生一系列潜在的闪烁模式,因此最后灯具有13种不同的强度和闪烁模式,只需按一下按钮就可以改变。魔术!“

当科学家,考古学家和传统的土着土地所有者进入澳大利亚的洞穴时,莱斯利用新的灯具点燃了几乎听不见的沉默。

莱斯利说:“在古老的灯光闪烁的温暖光线中看到洞穴是一种非常感人的经历。”

这只是合作的开始。在澳大利亚洞穴中发现了古老的火棒后,Leslie将与Harald和当地原住民社区的团队一起开发一种模仿其灯光的新灯。

尽管该项目与Harald对量子计算和光子学的核心关注相切,但它为一个新领域的贡献提供了一个绝佳的机会。它还为学生提供了开发产品并在截止日期前将其推向市场的宝贵经验。

根据Leslie的说法,考古学界对这个项目印象深刻。在岩画艺术专家会议上介绍了这个故事。

“我最近在一次摇滚艺术会议上介绍了这个故事,”她说。 “一些考古学家告诉我,它恢复了他们对考古学的信心。对物理学等其他领域的观点有着真正的尊重和兴趣。”

明年春天,莱斯利将返回欧洲继续她的洞穴研究。她将带着她一箱新灯作为Dodd-Walls中心的礼物。

莱斯利说:“我期待看到我们第一次能看到我们灯具的阴影和闪烁的灯光。”

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