Иллюстрация: Valeri Tioukov et al. / Scientific Reports; N + 1. Археологи и физики из Италии и Японии применили мюонную томографию для обнаружения ранее неизвестной погребальной камеры эллинистического периода прямо под улицами Неаполя. Хотя почти весь некрополь залегает на глубине около десяти метров, его полное извлечение невозможно без причинения ущерба городской застройке, поэтому исследование было проведено с использованием мюонных детекторов, размещенных в подвале на глубине 18 метров. Результаты данной работы опубликованы в журнале *Scientific Reports*. Мюонная томография представляет собой метод, который позволяет преодолевать ограничения доступа археологов к определенным участкам зданий или территорий. Этот метод основан на свойстве мюонов, образовавшихся в верхних слоях атмосферы в результате взаимодействия очень жестких космических лучей с газовыми атомами, слабо взаимодействовать с материей.
Мюоны по своим свойствам идентичны электронам за исключением массы и времени жизни. Поскольку они участвуют только в слабом и электромагнитном взаимодействии и обладают большой (207 электронных) массой, каменные толщи не могут их существенно задержать, хотя определенную часть своей энергии эти частицы все же теряют. Измеряя это ослабление, ученые могут сделать выводы о существовании пустот или каверн, невидимых другими методами.
Мы регулярно рассказываем о том, как археологи используют мюонную томографию для исследования египетских пирамид. В 2017 году они нашли скрытую камеру в пирамиде Хеопса, а совсем недавно там обнаружили коридор длиной примерно девять метров.
На этот раз мюонной томографией воспользовалась группа исследователей из Италии и Японии под руководством Валерия Тюкова (Valeri Tioukov) из Национального института ядерной физики в Неаполе. Археологи вместе с физиками исследовали подземный некрополь эллинистического периода, расположенный под улицами Неаполя.
Остатки древнего Неаполя вместе с его зданиями, улицами, акведуками и прочими объектами, которые возводили греки начиная со второй половины первого тысячелетия до нашей эры, захоронены примерно на десять метров ниже нынешнего уровня улиц города. Часть этих объектов удается исследовать благодаря различным подземным сооружениям, например, водохранилищам, построенным в XVI веке, или бомбоубежищам времен Второй мировой войны. Систематические же раскопки недоступны из-за проблем с безопасностью зданий и густонаселенности районов Неаполя.
К числу таких районов города относится район Санита, в котором ранее были обнаружены две погребальные камеры Гипогеи Тогатти и Гипогеи Мелорани. Они — это часть древнего греческого некрополя, сложившегося на этой территории в VI–III веках до нашей эры. Памятники примечательны тем, что они были построены для представителей знати, а потому содержат в себе множество фресок и горельефов.
(a) Изображение области, где расположены гробницы, с помощью Google Maps. (b) Схема погребальных камер, расположенных на глубине. Синей линией обозначена область, которую исследовали с помощью мюонов. Valeri Tioukov et al. / Scientific Reports
Для детектирования мюонов ученые использовали стопки из пленок на основе бромида серебра в желатине. Взаимодействие моюнов с кристаллами соли приводит к их ионизации и активации, и после проявки на месте взаимодействия с частицей остается характерных серебряный трек, который могут различить автоматизированные микроскопы. Каждая пленка представляла собой пластинку площадью 25×30 квадратных сантиметров и толщиной 300 микрометров.
Физики готовили две стопки по четыре пленки, защищая их от влаги и света, а также механических повреждений. Они оставляли свои мюонные детекторы на 28 дней в подземном помещении, расположенном на глубине 18 метров —в XIX веке этот подвал использовали для выдержки окороков. После сбора данных образцы делились по парам и направлялись в две лаборатории в Италии и Японии для независимого анализа.
Обе научные группы пришли к одним и тем же результатам. Сопоставление данных о треках частиц с результатом моделирования согласовывалось с известными структурами некрополя, но также позволило обнаружить скрытую и в настоящее время недоступную погребальную камеру. Ученые предположили, что они имеет прямоугольную форму размерами 2-3,5 метра и частично засыпана грунтом.
Ранее мы рассказывали, как рентгеновская фазово-контрастная томография помогла прочитать часть текста обугленного свитка из древнеримского города Геркуланума.
Автор: Марат Хамадеев
Источник: https://nplus1.ru/
