Поиск - новости науки и техники

Мюоны не врут. Разгадать тайну подземного объекта поможет радиография.

Ученые НИТУ “МИСиС” в коллаборации с сотрудниками Физического института им. П.Н.Лебедева РАН и Дагестанского государственного университета провели эксперимент по неинвазивному изучению скрытого в земле помещения, расположенного в северо-западной части крепости Нарын-кала (Дербент). Исследование было проведено с помощью метода мюонной радиографии – современного способа сканирования внутренней структуры веществ. Информация с датчиков обрабатывается.
Помещение почти полностью скрыто под землей, над поверхностью виден только кусок полуразрушенного купола. Постройка датируется примерно 300-м годом нашей эры. До недавнего времени считалось, что это просто подземное водохранилище. Однако последние исследования археологов позволяют утверждать, что речь идет о древнейшем на территории Российской Федерации христианском храме, который был засыпан арабами после захвата ими Дербента около 700-го года нашей эры. Об этом позволяют судить крестообразное сечение здания, следы замурованных входов, расположение стен здания по сторонам света.
Не все археологи согласны с последней трактовкой. Рассудить их спор традиционными методами (при помощи раскопки храма) представляется затруднительным, так как, во-первых, крепость Нарын-кала относится к объектам культурного наследия ЮНЕСКО, а во-вторых, непонятно, как поведут себя при освобождении от земли стены здания, так долго подвергавшиеся воздействию воды.
“Группа ученых под руководством ведущего эксперта НИТУ “МИСиС” профессора Натальи Полухиной вместе с исследователями из ФИАН и ДГУ применила к древнему строению, расположенному на территории дербентской крепости Нарын-кала, метод мюонной радиографии, который позволяет “просвечивать” объекты размером от нескольких метров до двух километров, – сообщила ректор НИТУ “МИСиС” Алевтина Черникова. – Профессор Наталья Полухина – один из крупнейших специалистов в мире по данной методике – курирует установку мюонных датчиков в рамках нового эксперимента SHiP на Большом адронном коллайдере, в котором участвует НИТУ “МИСиС”.
Метод мюонной радиографии уже доказал свою эффективность – с его помощью недавно найдена скрытая комната в пирамиде Хеопса. Разработаны так называемые трековые детекторы, которые позволяют не только видеть попадающие на них мюоны, но и определять с высокой точностью направление их движения. Расшифровывая показания с этих детекторов, можно составить трехмерную картину самых разных объектов, начиная с метровых пустот в почве и заканчивая картой пещер в горе, а также определить границы залегания разных пород, если их плотность отличается не менее чем на 5%.
Суть метода мюонной радиографии заключается в фиксации плотности потока мюонов. Мюоны – это неустойчивые элементарные частицы с отрицательным электрическим зарядом, которые рождаются в плотных слоях атмосферы из-за распада летящих из космоса протонов. Мюоны быстро “погибают”, успевая, однако, за время своей жизни пройти всю атмосферу Земли (до каждого квадратного метра поверхности Земли каждую минуту долетает 10 тысяч мюонов) и даже проникнуть на 8,5 километра под воду или на 2 километра в толщу земли.
Чем плотнее вещество, тем быстрее ослабевает поток мюонов. Поэтому если поставить между “космосом” и детектором твердый предмет, то на детекторе со временем проявится силуэт этого объекта. Если в объекте есть полости, их тоже станет видно, так как мюоны, пролетающие через них, преодолевают меньший слой тверди.
Предварительный анализ крепости, проведенный специалистами НИТУ “МИСиС” и ФИАН по топографическим картам, позволяет утверждать, что в данном случае методика эффективна – датчики можно расположить так, чтобы просканировать объект полностью. К тому же плотность камня и окружающей его породы отличается больше, чем на 5%, что также позволит различить внешний облик здания.
Пресс-служба МИСиС
На снимках: сотрудники МЧС помогают ученым; малый детектор мюонов; остатки древнего водопровода.

Нет комментариев