Ученые повторили древнеримский рецепт стекла возрастом 1600 лет с золотом и серебром

Ученые Шеффилдского университета в Великобритании воспроизвели необычный оптический эффект римского кубка Ликурга, созданного около 1600 лет назад и хранящегося в Британском музее. Сосуд меняет цвет в зависимости от освещения: при обычном свете он выглядит зеленым, а при подсветке с обратной стороны становится рубиново-красным.

Исследователи добились такого эффекта, используя наночастицы золота и серебра, как и в древнем оригинале. Новая работа, как рассказали авторы проекта редакции The Guardian, поможет лучше понять, как римские мастера изготавливали стекло с такими необычными свойствами. Для этого они использовали древний рецепт, восстановленный на основе фрагмента оригинального римского стекла, которое называют дихроичным, то есть способным приобретать два разных цвета в зависимости от условий освещения.

Лиза Холландс, технический специалист Школы химической, материаловедческой и биологической инженерии Шеффилдского университета, рассказала, что другие исследователи уже пытались добиться такого результата, но их успехи были ограниченными.

Оригинальный кубок, созданный в IV веке, украшен рельефной сценой из мифа о царе Ликурге, описанного в шестой книге «Илиады» Гомера. На стекле выточены фигуры, изображающие победу бога виноделия Диониса над Ликургом. Царь опутан виноградной лозой и не может освободиться. В 2022 году международная экспертная комиссия включила кубок Ликурга в список семи величайших стеклянных чудес мира.

Первоначальное исследование, которое позволило приблизиться к разгадке его необычных свойств, Холландс проводила совместно с профессором Кэролайн Джексон — одним из ведущих специалистов по римскому стеклу. Затем ученым предстояло решить главную техническую задачу: внедрить в стекло наночастицы золота и серебра. Каждая из них примерно в тысячу раз меньше песчинки.

Исследователи изготовили густую расплавленную стеклянную массу. По мере ее остывания, при этом температура сначала значительно превышала 1000 градусов Цельсия, внутри материала вокруг находившихся в нем частиц начали формироваться нанокристаллы золота и серебра. Именно эти мельчайшие включения и обеспечивают необычное изменение цвета.

Как объяснила Холландс, белый свет состоит из множества цветов. Это можно увидеть, например, в радуге, на которую он распадается при определенных условиях. Наночастицы намного меньше длины световой волны. При взаимодействии со светом они могут избирательно задерживать определенные цвета. Это происходит из-за воздействия света на электроны в атомах.

«Если бы римляне могли увидеть, как я провожу эксперименты, они, вероятно, рассмеялись бы и спросили: „Почему она не понимает, как это сделать?“» — пошутила Холландс.

В случае кубка Ликурга наночастицы золота и серебра по-разному взаимодействуют со светом в зависимости от того, проходит он сквозь стекло или отражается от его поверхности. Когда свет проходит через стекло, частицы задерживают синие и зеленые составляющие спектра, пропуская преимущественно красные и оранжевые. Поэтому кубок, освещенный сзади, приобретает красный оттенок. Если же свет падает на поверхность и отражается от нее, наночастицы рассеивают его иначе. В результате стекло выглядит непрозрачным и приобретает зеленый цвет, который наблюдают при обычном освещении.

Шеффилдский университет поручил художнику по стеклу Эллиоту Уокеру создать современную скульптуру, которая воспроизводит этот оптический эффект. Работа отдает дань уважения древнему оригиналу, который в проекте называют его «античным двойником». В скульптуре объединены история Ликурга и мотивы другой известной античной работы — скульптуры Фарнезского Атланта. В оригинальном изображении Атлант держит на плечах небесный глобус, а в новой композиции его заменяет кубок.

Скульптуру впервые представят в галерее «Миллениум» в Шеффилде в рамках университетского фестиваля Festival of the Mind, который пройдет с 6 по 15 ноября. После этого работа будет выставлена на постоянной экспозиции в Музее стекла Тёрнера.

Иэн Фристоун, почетный профессор археологических материалов Университетского колледжа Лондона, отметил, что попытки воспроизвести стекло похожих цветов предпринимались еще в 1960-х годах. Однако проект Шеффилдского университета позволил гораздо точнее приблизиться к оттенкам зеленого и красного, характерным для кубка Ликурга. По словам Фристоуна, результаты экспериментов впервые позволили ему по-настоящему оценить, насколько трудно было получить такие цвета. Исследование, считает ученый, поможет лучше понять, какими методами пользовались римские ремесленники.

Оказалось, что итоговый оттенок стекла сильно зависел от условий в печи. Даже если поместить стеклянную массу в другую часть той же печи, результат мог измениться. Такая чувствительность к условиям обжига, по его мнению, говорит о том, что древним мастерам было чрезвычайно трудно контролировать результат. Ученый предполагает, что необычные свойства кубка Ликурга могли стать следствием особенно удачного стечения обстоятельств.

Фристоун также обратил внимание на возможное символическое значение красного и зеленого цветов. Согласно одной из теорий, они могли олицетворять созревание винограда. Эта интерпретация связана с изображенной на кубке сценой: виноградные лозы опутывают Ликурга и увлекают его в подземный мир. Поэтому, предположил ученый, сосуд мог использоваться во время какого-либо ритуального застолья или церемонии, связанной с вином.

В пользу того, что в Древнем Риме существовали сосуды, менявшие цвет, приводят и одно историческое свидетельство. В письме, которое, как предполагается, император Адриан направил своему родственнику по браку в Рим, говорится: «Я послал тебе разноцветные кубки, меняющие цвет, которые мне подарил жрец одного из храмов… Я хотел бы, чтобы ты использовал их на праздничных пирах».