日本理化學研究所光量子工學研究中心尖端光學元件開發團隊的海老塚升研究員與開拓研究本部石橋極微器件工學研究室的岡本隆之專任研究員（研究當時）組成的研究團隊發佈研究結果稱，透過油滴的反射和釉的二維繞射光柵結構，成功地解釋了國寶「油滴天目茶碗」的藍紫色光彩的成因，即所謂的曜變顯色。研究人員依據與照片資料同時代製作的陶器片的電子顯微鏡影像推斷出了該結論。該成果將爲茶碗鑑賞提供最佳照明以及瞭解茶碗製作方法等方面提供線索。相關成果已刊登在日本光學會雜誌《光學》9月10日刊上。
圖1 國寶油滴天目茶碗内側可見的燈光反射光和藍紫光彩的位置（供圖：日本理化學研究所）
透過影像編輯軟體提高了飽和度的照片。在距離表示茶碗直徑的線9.8mm以下的水平線上，從表面光源反射光的一端向兩側依次可見藍色、淺藍色、藍綠色、綠色、黃色、橙色的光彩。藍綠色光彩從碗中心到左端的外觀位置爲27.5mm，右端爲12.2mm。
天目茶碗大多掛着厚厚的黑釉，而油滴天目茶碗的特點是在有光澤的黑釉上出現類似油滴的斑點。尤其是中國宋代在福建建窯燒製的鐵質黑釉天目茶碗，被稱爲建盞。在日本的8件國寶茶碗中有一半是建盞。
此次的研究始於攝影師西川茂先生的發現，當使用L·Ecolight照明時，國寶油滴天目茶碗的色彩能被更鮮豔地拍攝出來，爲此研究團隊開始了本次考察。在先行研究中，研究人員首先對釉面形成的二維褶皺的電子顯微鏡影像進行了考查，並對二維褶皺繞射產生的光彩進行了探討。
研究人員利用透過影像編輯軟體提高了衡量顏色鮮豔程度的飽和度照片中，測量出了油滴天目茶碗内側映出的表面光源的變形反射光和藍綠色光彩的位置等。
當從表面光源的兩端發出的波長400nm光線的繞射光位於表面光源的反射光的兩端附近時，褶皺的週期爲900nm。
對於褶皺週期爲900nm、深度爲100nm的背面具有金屬鐵反射層的一維繞射光柵，計算其相對於垂直度入射光的繞射效率，結果發現波長400nm（藍紫色）的效率約爲700nm（紅色）的效率的2倍。
油滴天目茶碗的光彩外觀寬度爲12.8mm的面光源反射光爲0次光（無關波長向相同方向前進的光。透射型時爲透射光）的週期爲900nm、深度爲100nm的二維褶皺繞射中，如果400nm的繞射光的強度爲700nm的約3.5倍，則從表面光源的反射光的一端開始，波長從400nm開始，長波長成分逐漸增加，光彩從藍紫色變爲淡藍色或藍綠色，在波長爲400～700nm的可見光整體光譜重疊的位置，光彩呈現淡藍色或藍綠色。
另外，在其外側，從波長400nm開始短波長成分逐漸缺失，從淺藍色或藍綠色變爲綠色、黃色、橙色，以及紅色。表面光源的白色LED中，由於作爲螢光物質的激發光源的藍色LED的強峰值位於波長450～460nm處，因此在包含該波長的位置上的光彩更偏藍色。
事實上，在提高了飽和度的油滴天目茶碗照片中，在表面光源的反射光的邊緣兩側的光彩，從藍色到淺藍色、綠色的順序發生了變化。
根據此次取得的成果，有望爲鑑賞提供最佳照明，以及闡明釉料配方和燒製方法等提供線索。
平時鮮有的學習機會
海老塚研究員表示：「我正在開發8.2米斯巴魯望遠鏡、新一代30米望遠鏡（TMT）、月球極地探測計劃等使用的繞射光柵。因此，當我看到釉面的電子顯微鏡影像時，我想透過釉面褶皺的繞射來解釋曜變，這就是我寫這篇論文的契機。最初我打算透過假說天目茶碗的内側爲球面，或單色光的繞射角等來簡單說明茶碗上光彩的顏色位置，但得益於與共同作者岡本先生的討論以及審稿老師們的建議，找出了更接近實物的色彩和繞射光強度等資料。能有機會重新學習橢圓公式和顏色空間等平時工作中不會涉及的事物，這對我來說是一次非常新鮮的探索。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：《光學》
論文：關於國寶油滴天目茶碗光彩的考察
URL：myosj.or.jp/wp-content/themes/osj/download/kogaku/52/09/07.pdf
