У 1987 році, поблизу узбережжя Сардинії археологи виявили залишки римського торговельного корабля, який затонув приблизно між 80 і 50 роками до нашої ери. На його борту перебувало близько тисячі свинцевих зливків, кожен масою приблизно 33 кілограми. Частина з них мала клейма виробників, завдяки яким можна було встановити походження металу та простежити окремі торговельні зв’язки Римської республіки.

Знахідка сама по собі була надзвичайно цікавою для археологів, але незабаром нею зацікавилися італійські фізики-ядерники. Цікавість була викликана тим що звичайний свинець може містити радіоактивний ізотоп свинець-210, період напіврозпаду якого становить приблизно 22,3 року. Це означає, що кожні 22,3 року кількість цього ізотопу зменшується вдвічі, якщо він не надходить у метал знову. За дві тисячі років минуло майже 90 таких періодів, а отже, початкова кількість свинцю-210 зменшилася приблизно у 10²⁷ разів. Фактично цей радіоактивний ізотоп у стародавньому металі майже повністю зник.

Додатковою перевагою було те, що римляни масово виплавляли свинець як побічний продукт під час видобутку срібла з поліметалічних руд (галеніту). Процес купеляції та плавки ефективно очищав метал від багатьох геохімічних домішок, включно з материнськими елементами радіоактивних рядів (такими як уран і торій). Таке очищення могло зменшувати вміст окремих радіоактивних домішок. А дві тисячі років перебування під водою обмежували вплив космічного випромінювання на метал.

Для більшості промислових застосувань ці властивості не мають жодного значення. Але для експериментальної фізики, де дослідники намагаються зареєструвати надзвичайно рідкісні ядерні процеси, навіть незначна власна радіоактивність обладнання може стати серйозною проблемою. Саме тому Італійський національний інститут ядерної фізики зацікавився римським свинцем як матеріалом для радіаційного захисту надчутливих детекторів.

У результаті близько 270 стародавніх зливків передали для наукових досліджень. Частину металу використали для створення захисного екрана експерименту CUORE, розташованого в підземній Національній лабораторії Гран-Сассо в Італії. Ця лабораторія розміщена під гірським масивом, товща якого захищає обладнання від значної частини космічного випромінювання. Сам експеримент CUORE призначений для пошуку безнейтринного подвійного бета-розпаду - гіпотетичного надзвичайно рідкісного ядерного процесу, виявлення якого могло б довести, що нейтрино є власною античастинкою.

Для цього використовують детектори, охолоджені до температури, близької до абсолютного нуля, та багатошарову систему захисту від стороннього випромінювання. Одним з її елементів став екран із давньоримського свинцю масою близько п’яти тонн, який працює за температури приблизно 4 кельвіни, або мінус 269 градусів Цельсія.

Втім, використання античних артефактів для сучасних фізичних експериментів породило досить незвичну проблему. Археологи цілком обґрунтовано заперечували проти переплавлення двотисячолітніх зливків, оскільки кожен із них є історичним джерелом. Особливо цінними були зливки з клеймами, які дозволяли досліджувати організацію видобутку металів, систему власності та торговельні зв’язки Римської республіки.

Зрештою вдалося досягти компромісу. Клейма та найбільш інформативні частини зливків зберегли для археологічних колекцій, а решту металу дозволили використати для наукових потреб. У 2026 році дослідники продовжували вивчати низькофонові властивості археологічного свинцю, зокрема з того самого сардинського корабля, для використання в нових експериментах із реєстрації нейтрино.

Таким чином, свинець, виплавлений римськими металургами ще до встановлення Римської імперії, через дві тисячі років виявився придатним для одних із найскладніших експериментів сучасної фізики.

Купеляція - це давній пірометалургійний метод очищення та розділення металів, який базується на їхній різній стійкості до окиснення. Під час нагрівання сплаву в спеціальній пористій посудині (купелі) неблагородні метали, зокрема свинець, вступали в реакцію з киснем і перетворювалися на оксиди.