Professor Mandò, quale strumento vi ha permesso di datare gli abiti di San Francesco?

Il laboratorio usa principalmente l’Accelerator Mass Spectrometry (AMS), cioè la spettroscopia di massa con acceleratore. È una tecnica che serve per la rivelazione di quantità minuscole di isotopi, ovvero di versioni più pesanti o più leggere di un dato elemento.

Come funziona l’AMS?

Utilizza un particolare tipo di acceleratore, detto tandem, che risolve il problema dell’interferenza isobarica, vale a dire consente di riconoscere e scartare altre particelle che hanno uguale massa rispetto a quelle che cerchiamo. Nel caso delle datazioni col carbonio 14, che è l’elemento maggiormente utilizzato in questa tecnica, la concentrazione che si va cercando è di un isotopo 14 ogni mille miliardi di isotopi 12. A volte si riesce anche a individuarne uno ogni milione di miliardi. Con una spettroscopia di massa convenzionale non si riuscirebbe nell’intento, mentre usando un acceleratore si raggiunge questa straordinaria sensibilità, distinguendo i nuclei di ¹⁴C da quelli, per esempio, di azoto 14; solo con un tandem si possono infatti eliminare questi contaminanti che hanno uguale massa, e si arriva quindi a misurare con precisione proprio il rapporto fra le quantità di ¹⁴C e ¹²C, che ci permette di datare il reperto.

Quali vantaggi ha portato l’acceleratore tandem?

Con l’AMS si è potuto ottenere questo rapporto attraverso il sacrificio trascurabile di pochi milligrammi di tessuto, mentre con le tecniche tradizionali di misura del ¹⁴C, basate sul decadimento dei nuclei radioattivi, le quantità necessarie sono nell’ordine delle decine di grammi. Quando si tratta di un reperto prezioso dal punto di vista artistico, archeologico o religioso, infatti, sarebbe un nonsenso distruggerne una buona parte per stabilirne la datazione. Noi, invece, abbiamo prelevato dalla tonaca solo frammenti di piccolissime dimensioni, causando un impatto minimo sull’oggetto. Con questa tecnica assai poco invasiva il gioco vale la candela.

Avevate già effettuato questo tipo di datazioni su altri oggetti preziosi?

Noi del Labec lavoriamo con l’AMS da oltre tre anni e abbiamo già fatto centinaia di datazioni basate sul carbonio 14. Sono datazioni effettuate su piccoli pezzi di legno, stoffa, ossa, semi o residui alimentari, perché il ¹⁴C riesce a dirci l’età di materiali di origine organica, ma non ad esempio dei metalli. Grazie alla sensibilità dell’AMS, riusciamo a datare reperti di massa molto piccola e risalenti fino a 50 mila anni fa; questa tecnica assume, dunque, un ruolo rilevante per la 

ricerca storica e archeologica.

Che tipo di studio è stato quello eseguito sul saio dell'autore del Cantico delle Creature?

Uno studio multidisciplinare a cui hanno collaborato anche gruppi di umanisti, storici e studiosi dei tessuti. È stato proposto dai frati francescani conventuali minori nell’ambito del restauro della chiesa di San Francesco a Cortona, in provincia di Arezzo, per verificare la consistenza storica di una serie di reliquie di cui le tonache del santo erano solo una parte.

Che tipo di reliquie?

Quelle che la leggenda vuole siano state portate a Cortona da frate Elia, il discepolo prediletto di Francesco che, alla morte del santo, prese in mano l’ordine dei francescani ma che fu screditato all’interno della Chiesa fino alla recente riabilitazione. In questo senso abbiamo fatto un’operazione di verità storica. Per farla abbiamo usato tutti i mezzi scientifici ma anche indagini documentali e storiche che hanno poi investito sia le due tonache di Cortona e Santa Croce sia il cuscino su cui, secondo la tradizione, Francesco aveva posto il capo al momento della morte.

In questi giorni si è letto che la scienza, attribuendo a San Francesco il saio di Cortona e non quello di Firenze, è intervenuta in modo indebito in questioni di fede. Invece dalle sue parole sembra di capire che voi avete soltanto stabilito un nesso di contemporaneità fra la vita del santo e le reliquie.

O di non contemporaneità. Ma non c’è nessun tipo di contrapposizione; lo dimostra il fatto che queste misure sono state promosse dagli stessi frati francescani che le hanno poi accettate anche quando confutavano l’attendibilità della reliquia, anche se ciò si è verificato solo in un caso, mentre per le altre si è potuta confermare la compatibilità cronologica. Le nostre misure danno una datazione oggettiva e basta; non entrano in questioni di credenza religiosa o fede.

Qual è il ruolo che la fisica nucleare sta conquistando all'interno della società anche grazie a operazioni come questa?

Le tecniche della fisica nucleare trovano applicazione non soltanto nel campo dei beni culturali ma anche in altri di grande rilevanza sociale come la medicina e lo studio dell’inquinamento atmosferico. Per esempio, tutte le radioterapie sono basate sull’uso di acceleratori di particelle. Nello specifico, poi, noi del Labec lavoriamo da quasi venticinque anni oltre che nel campo dei beni culturali, anche nello studio della composizione del particolato, ovvero le cosiddette polveri fini. Il tutto in collaborazione con gli enti di tutela ambientale.

Ritiene che queste applicazioni abbiano un'influenza positiva sull'immagine della scienza?

Credo di sì, in particolare quella della fisica nucleare, che spesso viene associata a eventi negativi, dimostrando che le sue tecnologie non sono di per sé “cattive”, ma anzi possono essere estremamente utili.

Qual è la prossima sfida che attende l’AMS?

Non voglio fare una classifica dei lavori più o meno importanti. Magari alcuni, come questo sulle tonache di San Francesco, assurgono agli onori della cronaca mentre molti altri apportano importanti contributi alla ricerca storica, anche se con meno clamore. Posso comunque dire che abbiamo già in ponte numerose collaborazioni con progetti archeologici perché le datazioni sono un punto cruciale per l’archeologia. Accanto alle datazioni con AMS vengono effettuati, inoltre, altri tipi di tecniche non invasive né distruttive come quella che utilizza i fasci ionici. Dietro queste applicazioni c’è un continuo lavoro di miglioramento delle tecniche, perché il mestiere di noi fisici non è soltanto quello di applicarle, ma anche di perfezionarle, piegarle a esigenze specifiche e migliorarne le potenzialità; anche se il nostro laboratorio presta servizi a utenze esterne, punta soprattutto sullo sviluppo e l’innovazione per affrontare nuove sfide nel futuro.