Мюонные детекторы помогают археологам исследовать город Давида

Ученые из Тель-Авивского университета доказали возможность использования детекторов космического излучения для поиска подземных пространств на археологических объектах.

Археологи давно сталкиваются с проблемой обнаружения подземных пустот под древними поселениями. Если надземные строения относительно легко раскопать, а стены под поверхностью можно найти различными методами, то эффективных способов всестороннего изучения пространств, расположенных глубоко под скальной породой, до сих пор не существовало. Особенно остро эта проблема стоит в регионах, где древние люди вырубали в мягком известняке огромные полости для хранения воды, сельскохозяйственной продукции и даже для жилья.

Исследовательская группа ученых Тель-Авивского университета предложила инновационное решение, основанное на детекторах мюонов – элементарных частиц, которые образуются при столкновении космического излучения с атмосферой Земли. Мюоны в 207 раз тяжелее электронов и способны проникать глубоко в землю. Высокоэнергетические частицы могут достигать глубины 100 метров. Исследование опубликовано в журнале Journal of Applied Physics.

Принцип работы технологии напоминает рентгеновское сканирование: мюоны проходят сквозь пустоты почти без потери энергии, тогда как плотная порода их замедляет. Размещая детекторы под землей ниже предполагаемой полости, ученые могут выявлять пустоты по рассеянию излучения.

Эффективность метода была продемонстрирована в Городе Давида в Иерусалиме, где система помогла составить карту подземных структур. Команда объединила высокоточное лазерное сканирование и регистрацию потока мюонов, что позволило обнаружить подземные структурные аномалии.

Ученые подчеркивают, что их главное изобретение заключается в создании компактных мобильных детекторов, адаптированных для работы в полевых условиях. Следующим этапом станет использование искусственного интеллекта для создания трехмерных изображений подземных пространств.

Исследователи планируют применить технологию на месте библейского города Тель-Азека в Иудейских предгорьях. Технология открывает новые возможности для археологии и позволяет картировать подземные пустоты еще до начала раскопок.