Spektroskopia annihilacji pozytonów ujawnia różnice mikrostrukturalne w celadonach z Goryeo z dwóch regionów pieców

Poznając wnętrze słynnej zieleni

Celadon z koreańskiej dynastii Goryeo ceniony jest za łagodny zielony szkliw i od dawna dzieli się na naczynia „codzienne” i „elitarnie” według miejsca wypału. Czy współczesna fizyka rzeczywiście może dostrzec ukryte w tych wiekowych ceramikach różnice jakości? W tym badaniu zastosowano technikę wysokiej energii, znaną głównie z nauk jądrowych i materiałowych, aby sprawdzić, czy celadon z dwóch głównych regionów pieców rzeczywiście różni się pod powierzchnią.

Dwa piece, jedno ważne pytanie

Badacze skupili się na celadonie produkowanym w Haenam i Gangjin, dwóch nadmorskich zespołach pieców na południowo‑zachodniej Korei, które zaopatrywały handel morski w czasach Goryeo. Źródła historyczne i znaleziska archeologiczne sugerują, że Gangjin działał jako państwowe, wysokiej jakości centrum produkcji, podczas gdy Haenam wytwarzał bardziej rutynowe, grubsze naczynia przez krótszy okres. Z podwodnych stanowisk w pobliżu obu regionów zespół wybrał dwanaście dobrze zachowanych kawałków, po sześć z każdego obszaru, i postawił proste pytanie: czy te dwie tradycje pozostawiły odmienny fizyczny ślad w samej glinie?

Konwencjonalne testy wykazują podobieństwa

Najpierw zespół zastosował szereg standardowych narzędzi stosowanych w nauce o zabytkach do charakteryzowania ceramiki. Metody rentgenowskie posłużyły do identyfikacji głównych minerałów i ogólnego składu chemicznego masy i szkliw. Mikroskopia elektronowa dostarczyła zbliżonych obrazów przekrojów, ujawniając grubość szkliwa i widoczne pory, a inna technika zbadała formę żelaza, która wpływa na kolor szkliwa. W sumie te metody naszkicowały wyraźny ogólny obraz: zarówno masy z Haenam, jak i Gangjin opierają się na podobnej glinie bogatej w krzemionkę i glinę, wypalonej na tyle wysoko, by utworzyć te same kluczowe minerały. Szkliwa także silnie pokrywają się w głównych składnikach i w bilansie żelaza, który rządzi tonami zieleni i brązu. Pojawiły się drobne różnice w niektórych składnikach szkliwa, ale nie na tyle, by jednoznacznie rozróżnić fragmenty według regionu.

Nowy sposób dostrzegania ukrytych pustek

Aby pójść dalej niż to, co widzi oko i tradycyjne instrumenty, badacze wprowadzili spektroskopię poszerzenia Dopplera, będącą członkiem rodziny technik annihilacji pozytonów. Zamiast badać rozmiar ziaren czy kolor, metoda ta wyczuwa bardzo małe puste przestrzenie w masie ceramicznej — wakancje i pory subnanometrowe, które powstają i zamykają się podczas wypału. Źródło promieniotwórcze umieszczone przy skrawku wysyła krótkotrwałe cząstki do ceramiki; sposób, w jaki znikają, niesie informację o tym, jak ciasno upakowane są atomy i ile „wolnej przestrzeni” istnieje na ekstremalnie małych skalach. Co istotne, sondowanie to uśrednia sygnał z szerokiej objętości, rejestrując ogólną wewnętrzną zwartość każdego fragmentu, a nie tylko kilka pól widzenia mikroskopu.

Wzory defektów ujawniają regionalne różnice

W tym miejscu dwie grupy pieców wreszcie się rozdzieliły. Pojedynczy pomiar techniką pozytronową, znany jako parametr S, różnił się wyraźnie między masami z Haenam i Gangjin. Wszystkie próbki z Gangjin skumulowały się przy niższych wartościach, wskazując na mniej lub mniejsze ukryte puste przestrzenie i gęstszą mikrostrukturę, podczas gdy wszystkie próbki z Haenam miały wyższe wartości, co oznacza więcej otwartej przestrzeni na najmniejszych skalach. Testy statystyczne wykazały, że zakresy nie nakładały się i że kontrast między grupami był silny, mimo iż zmierzono tylko sześć fragmentów z każdego regionu. Co równie ważne, ten kontrast nie korelował z prostymi wskaźnikami chemicznymi, takimi jak stosunek składników tworzących szkło w masie, co sugeruje, że praktyka wypału i sinteringu — sposób, w jaki glina się upakowywała i spajała podczas ogrzewania — odegrały większą rolę niż sama receptura.

Co to oznacza dla zrozumienia rzemiosła

Dla osób niebędących specjalistami kluczowy przekaz brzmi: zespół znalazł sposób, by „usłyszeć” różnice w sposobie, w jaki historyczni garncarze prowadzili swoje piece, nawet gdy receptura gliny i chemia szkliwa wyglądają niemal tak samo. Gęstsza wewnętrzna struktura fragmentów z Gangjin pokrywa się z ich długotrwałą reputacją naczyń wyższej klasy produkowanych pod ścisłą kontrolą, podczas gdy bardziej otwarta struktura Haenam odzwierciedla skojarzenia z grubszymi wyrobami. Autorzy zastrzegają, że próba jest niewielka i że potrzeba dalszych badań, w tym kontrolowanych wypałów nowoczesnych próbek testowych, zanim będzie można przypisywać konkretne temperatury lub harmonogramy wypału tym pomiarom. Mimo to badanie pokazuje, że metody oparte na pozytronach potrafią odkryć ukryte sygnatury strukturalne w ceramice archeologicznej, otwierając nowe okno na to, jak wybory rzemieślników sprzed wieków kształtowały jakość i charakter przedmiotów, które dziś podziwiamy.

Cytowanie: Jeong, Y., Choi, H., Han, M.S. et al. Positron annihilation spectroscopy reveals microstructural differences in Goryeo celadon from two kiln regions. npj Herit. Sci. 14, 228 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02500-z

Słowa kluczowe: celadon z Goryeo, nauka o dziedzictwie, mikrostruktura ceramiki, annihilacja pozytonów, technologia pieców