Kozmik ışınlar, Napoli’nin altına gizlenmiş antik mezar odasını ortaya çıkardı – Ars Technica

Antik Neapolis nekropolünün kalıntıları, İtalya’nın Napoli şehrinin yaklaşık 10 metre (yaklaşık 33 fit) altında yer alır. Ancak alanın yoğun nüfuslu bir kentsel alanda olması, bu kalıntılar için doğru arkeolojik kazıların yapılmasını zorlaştırıyor. Bu nedenle, bilim adamlarından oluşan bir ekip yardım için kozmik ışınlara başvurdu – özellikle radyografi adı verilen bir görüntüleme tekniği veya müon tomografisiA’ya göre daha önce yeraltında gizlenmiş bir mezar odası keşfedildi. son kağıt Scientific Reports’ta yayınlandı.

Bildirdiğimiz gibi, müonların kullanılmasının uzun bir geçmişi vardır. Arkeolojik yapıların görüntüsüKozmik ışınlar bu parçacıkların düzenli bir şekilde beslenmesini sağladığı için süreç daha kolay hale gelir. E.P. George adlı bir mühendis, 1950’lerde bir Avustralya tünelinin ölçümlerini almak için bunları kullandı. Ancak Nobel Ödüllü fizikçi Luis Alvarez, Giza’daki Khafre piramidindeki gizli odaları aramak için Mısırlı arkeologlarla bir araya geldiğinde, müon görüntülemeyi haritaya koydu. Prensip olarak çalışmasına rağmen, herhangi bir gizli oda bulamadılar.

müon da kullanılır Chase yasa dışı bir şekilde taşındı Sınır kapılarında nükleer malzeme ve ne zaman patlayabileceklerini tespit etme umuduyla aktif yanardağların izlenmesi. 2008’de Austin’deki Texas Üniversitesi’ndeki bilim adamları,, Belize’deki olası gizli Maya kalıntılarını aramak için eski müon dedektörlerini yeniden kullanarak Alvarez’in ayak izlerini takip etmeye çalışıyor. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’ndaki fizikçiler, Dünya üzerindeki kubbeyi inşa etmenin sırlarını ortaya çıkarmak için muon görüntüleme sistemlerinin taşınabilir versiyonlarını geliştiriyorlar. Venüs Aziz Meryem Katedrali İtalya’nın Floransa kentinde, 15. yüzyılın başlarında Filippo Brunelleschi tarafından tasarlandı. Kubbe yüzyıllardır çatlaklarla dolu ve müon görüntüleme, çevrecilerin bunları nasıl düzelteceklerini bulmalarına yardımcı olabilir.

2016’da bilim adamları müon görüntülemeyi kullandılar sinyalleri al Avlunun kuzey yüzündeki ünlü zikzak blokların arkasına gizlenmiş bir geçidi işaret ediyor. Büyük Giza Piramidi Mısırda. Ertesi yıl, aynı ekip piramidin başka bir bölgesinde gizemli bir boşluk keşfetti ve bunun gizli bir oda olabileceğine inandı ve daha sonra iki farklı kullanılarak boyandı. müon görüntüleme Yöntemler.

Müon görüntülemenin pek çok farklı biçimi vardır, ancak bunların tümü genellikle gazla dolu hazneleri içerir. Müonlar gazın içinden hızla geçerken, gaz molekülleri ile çarpışırlar ve dedektörün kaydettiği bir ışık parlaması yayarak bilim adamlarının parçacığın enerjisini ve yörüngesini hesaplamasına olanak tanırlar. X-ışınlarına veya yer radarına benzer, ancak X-ışınları veya radyo dalgaları yerine doğal olarak daha yüksek enerjili müonların oluşması dışında. Bu yüksek enerji, piramitleri inşa etmek için kullanılan taşlar gibi yoğun ve kalın malzemeleri görüntülemeyi mümkün kılar. Görüntülenen nesne ne kadar yoğunsa, o kadar çok muon engellenir ve bu da belirgin gölgeler oluşturur. Gizli bölmeler, daha az parçacığı engelledikleri için nihai görüntüde görünecektir.

Neapolis, volkanik kayaçlar açısından zengin dağlık bir bölgede Helenistik bir şehirdi. Bu, mezarları, ibadet yerlerini veya barınma için mağaraları oymak için yeterince yumuşak hale getirdi. Bu tür yapılardan biri, şu anda Napoli’nin Sanita semtinde bulunan ve MÖ 4. yüzyılın sonlarından MS 1. yüzyılın başlarına kadar gömüler için kullanılan mezarlıktı. Site, zamanla bir dizi doğal afet, en önemlisi sel nedeniyle tortuya gömüldü. Lav de Virginie (“Bakirelerin Lavı”). Pompeii’yi yutmasıyla ünlü lavın aksine, bu “lav” şiddetli yağmurlar sırasında tepelerden kopan çamur ve kayalardan oluşuyordu.

Mezarlığın tam boyutu bilinmiyor, ancak muhtemelen her biri birden fazla ceset içeren düzinelerce mezar içeriyordu. Şimdi Ipogeo dei Cristallini olarak bilinen bu tür dört mezar, on dokuzuncu yüzyılın sonlarında Via Cristallini’de bulunan di Donato aile sarayının altında keşfedildi. (Mevcut sahipler mezar açma 1980 depremi bölgenin üç boyutlu yapısal analizini harekete geçirdikten sonra, iki mezar odası daha keşfedildi: Ipogeo dei Togati ve Ipogeo dei Melograni.

Bu keşifler, daha gizli mezar odalarının bulunacağına dair umutları artırdı. Napoli Federico II Üniversitesi, Napoli’deki Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü ve Japonya’daki Nagoya Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, radyografinin bunu yapmak için ideal bir yol olacağına inanıyor. Yazarlar, “İnvaziv olmayan doğası nedeniyle, bu teknik, sismik dalgalar veya sondaj delikleri gibi aktif inceleme yöntemlerine yönelik uygulamaların hayal bile edilemediği kentsel ortamlar için özellikle uygundur” diye yazdı. Dedektörlerine dayanıyorlardı nükleer emülsiyon teknoloji; Emülsiyon dedektörleri çok basit ve kompakttır ve harici bir güç kaynağı gerektirmez.

20. yüzyılın başlarında radyoaktif araştırmalardan nükleer emülsiyonun gelişimi. Fizikçi Ernest Rutherford, çeşitli radyoaktif materyallerin yaydığı ve plakaların kararmasına neden olan alfa ışınlarını yakalamak için ticari fotoğraf plakalarını kullanmaya başladı. Meslektaşı Kinoshita Suikiti, alfa parçacığı tespiti için yüksek konsantrasyonda çok ince gümüş halojenür tanecikleri içeren jelatin emülsiyon filmler hazırlayarak temel yaklaşımı değiştirdi. Bu taneler, yüklü bir parçacık emülsiyondan geçip yükünü kaybettiğinde tetiklenen sensörler gibi davranır. Kaydedildikten sonra, plakalar geliştirildikten sonra izler mikroskop altında görünür hale gelir ve bilim adamlarının konumlarını ve yönlerini ölçmelerine olanak tanır.

K-mezonlarda pi-mezon ve parite ihlali keşfine yol açan kozmik ışınlar çalışmasında nükleer emülsiyon popülerdi. Daha güçlü parçacık dedektörleri ve hızlandırıcılar sahneye çıktığında, nükleer emülsiyon kullanım dışı kaldı. Bununla birlikte, bazı fizik deneylerinde (örn. opera ve CERN’ler FASER Projesi) yanı sıra tıbbi, biyolojik ve arkeolojik uygulamalar.

Mezarlık çalışmasının yazarları, her biri ışığı ve nemi kontrol etmek için bir zarfın içine kapatılmış dört emülsiyon filmi yığını içeren iki reaktif ünitesi kullandılar ve bunları 10 Mart’tan 7 Nisan’a kadar (bir zamanlar jambonları yaşlandırmak için kullanılırdı) bir yeraltı mahzeninde bıraktılar. 2018. Maruz kalma süresi bittiğinde ertesi gün Emülsiyonlar geliştirildi. Karşılaştırma amacıyla, erişilebilir tüm yeraltı yapılarının 3D lazer taramalı uzamsal modeline güvendiler.

Radyografiler, yeni bir yeraltı yapısının kanıtlarını (beklenen müon sayısında bir artış şeklinde) ve ayrıca yazarların bu yapının büyüklüğünü ve yerini tahmin etmesi için yeterli bilgiyi ortaya çıkardı. Yapı, muhtemelen kısmen kaya ve tortu ile doldurulmuş dikdörtgen bir mezar odasına karşılık gelmektedir. 6,5 x 11,5 fit (2 x 3,5 metre) boyutlarındadır ve yapı olarak Ipogei dei Togati ve Ipogeo dei Melograni’ye benzer. Yazarlar, mezar odasının MÖ 4. yüzyılın sonlarına / 3. yüzyılın başlarına kadar uzandığına ve zengin bir bireyin veya ailenin mezarı olabileceğine inanıyor.

DOI: Bilimsel Raporlar, 2023. 10.1038/s41598-023-32626-0 (DOI’ler hakkında).