I raggi cosmici rivelano un’antica camera sepolcrale nascosta sotto Napoli – Ars Technica

Le rovine dell’antica necropoli di Neapolis si trovano a circa 10 metri (circa 33 piedi) sotto la città di Napoli, in Italia. Ma il sito si trova in un’area urbana densamente popolata, il che rende difficile condurre scavi archeologici accurati per quelle rovine. Quindi un team di scienziati si è rivolto ai raggi cosmici per chiedere aiuto, in particolare una tecnica di imaging chiamata radiografia, o Tomografia a muoniE fu scoperta una camera sepolcrale precedentemente nascosta sottoterra, secondo A L’ultimo foglio Pubblicato in Rapporti scientifici.

Come abbiamo riportato, c’è una lunga storia di utilizzo dei muoni in Immagine di strutture archeologicheIl processo è reso più facile perché i raggi cosmici forniscono un rifornimento costante di queste particelle. Un ingegnere di nome EP George li ha usati per effettuare misurazioni di un tunnel australiano negli anni ’50. Ma il fisico vincitore del Premio Nobel Luis Alvarez ha messo l’imaging muonico sulla mappa quando ha collaborato con archeologi egiziani per usare la tecnica per cercare camere nascoste nella piramide di Khafre a Giza. Anche se in linea di principio ha funzionato, non hanno trovato nessuna stanza nascosta.

Si usa anche il muone Chase si è trasferito illegalmente Materiale nucleare ai valichi di frontiera e monitoraggio dei vulcani attivi, sperando di rilevare quando potrebbero eruttare. Nel 2008, gli scienziati dell’Università del Texas, Austin, hanno lavorato, cercando di seguire le orme di Alvarez, riutilizzando antichi rilevatori di muoni per cercare possibili rovine Maya nascoste in Belize. I fisici del Los Alamos National Laboratory hanno sviluppato versioni portatili di sistemi di imaging dei muoni per svelare i segreti della costruzione della cupola sopra la Terra. Cattedrale di Santa Maria di Venere A Firenze, in Italia, fu progettato da Filippo Brunelleschi all’inizio del XV secolo. La cupola è stata afflitta da crepe per secoli e l’imaging dei muoni può aiutare gli ambientalisti a capire come ripararle.

Nel 2016, gli scienziati hanno utilizzato l’imaging dei muoni Raccogli i segnali Indica un passaggio nascosto dietro i famosi blocchi chevron sulla parete nord del La Grande Piramide di Giza in Egitto. L’anno successivo, lo stesso team scoprì un misterioso vuoto in un’altra zona della piramide, credendo potesse trattarsi di una camera nascosta, che fu successivamente dipinta utilizzando due differenti imaging muonico Metodi.

Esistono molte forme diverse di imaging dei muoni, ma di solito coinvolgono tutte camere piene di gas. Quando i muoni sfrecciano attraverso il gas, entrano in collisione con le molecole di gas ed emettono un lampo di luce che il rivelatore registra, consentendo agli scienziati di calcolare l’energia e la traiettoria della particella. È simile ai raggi X o al radar che penetra nel terreno, tranne per il fatto che i muoni ad alta energia si verificano naturalmente al posto dei raggi X o delle onde radio. Questa elevata energia consente di visualizzare materiali densi e spessi come le pietre utilizzate per costruire le piramidi. Più denso è l’oggetto ripreso, più muoni vengono bloccati, che proiettano ombre rivelatrici. Le camere nascoste appariranno nell’immagine finale perché bloccano meno particelle.

Neapolis era una città ellenistica in una regione montuosa ricca di rocce vulcaniche. Ciò lo rendeva abbastanza morbido da ritagliarsi tombe, luoghi di culto o grotte per l’edilizia abitativa. Una di queste costruzioni era il cimitero nell’attuale quartiere Sanita di Napoli, utilizzato per le sepolture dalla fine del IV secolo a.C. all’inizio del I secolo d.C. Il sito è stato sepolto nei sedimenti nel tempo da una serie di disastri naturali, in particolare inondazioni Lava de Virginie (“Lava delle vergini”). A differenza della lava che notoriamente inghiottì Pompei, questa “lava” era costituita da fango e massi che si erano staccati dalle colline durante le forti piogge.

La dimensione esatta del cimitero è sconosciuta, ma probabilmente conteneva dozzine di tombe, ciascuna con più corpi. Quattro di queste tombe, oggi conosciute come Ipogeo dei Cristallini, furono scoperte alla fine del XIX secolo sotto il palazzo della famiglia di Donato in Via Cristallini. (attuali proprietari Apertura di tombe per visite pubbliche lo scorso anno.) Dopo che il terremoto del 1980 ha richiesto un’analisi strutturale tridimensionale dell’area, sono state scoperte altre due camere sepolcrali: l’Ipogeo dei Togati e l’Ipogeo dei Melograni.

Queste scoperte hanno fatto sperare che sarebbero state trovate camere funerarie più nascoste. I ricercatori dell’Università di Napoli Federico II, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Napoli e dell’Università di Nagoya in Giappone ritengono che la radiografia sarebbe un modo ideale per farlo. “Grazie alla sua natura non invasiva, questa tecnica è particolarmente adatta per ambienti urbani dove le applicazioni per metodi di ispezione attiva come onde sismiche o pozzi sono inimmaginabili”, hanno scritto gli autori. Erano basati sui loro rilevatori emulsione nucleare tecnologia; I rilevatori di emulsione sono molto semplici e compatti e non richiedono una fonte di alimentazione esterna.

Lo sviluppo dell’emulsione nucleare dalla ricerca radioattiva all’inizio del XX secolo. Il fisico Ernest Rutherford ha iniziato a utilizzare lastre fotografiche commerciali per catturare i raggi alfa emessi da vari materiali radioattivi, che fanno scurire le lastre. Il suo collega, Kinoshita Suikiti, ha modificato l’approccio di base, preparando film di emulsione di gelatina con un’alta concentrazione di granuli di alogenuro d’argento molto fini per il rilevamento delle particelle alfa. Questi grani fungono da sensori, che si attivano quando una particella carica passa attraverso l’emulsione e perde la sua carica. Una volta registrate, le tracce diventano visibili al microscopio dopo che le lastre sono state sviluppate, consentendo agli scienziati di misurarne la posizione e l’orientamento.

L’emulsione nucleare era popolare nello studio dei raggi cosmici, che ha portato alla scoperta del mesone pi e alla violazione della parità nei mesoni K. Quando entrarono in scena rilevatori di particelle e acceleratori più potenti, l’emulsione nucleare cadde in disuso. Tuttavia, è ancora utile in alcuni esperimenti di fisica (ad es musica lirica e del CERN Progetto FASER) nonché applicazioni mediche, biologiche e archeologiche.

Gli autori dello studio cimiteriale hanno utilizzato due unità reagenti, ciascuna contenente una pila di quattro film di emulsione sigillati all’interno di una busta per controllare luce e umidità, e li hanno lasciati in un caveau sotterraneo (prosciutto stagionato monouso) dal 10 marzo al 7 aprile, 2018. Una volta terminato il periodo di esposizione, le emulsioni sono state sviluppate il giorno successivo. A scopo di confronto, si sono basati su un modello spaziale a scansione laser 3D di tutte le strutture sotterranee accessibili.

Le radiografie hanno rivelato prove (sotto forma di un aumento del numero previsto di muoni) di una nuova struttura sotterranea, nonché informazioni sufficienti per consentire agli autori di stimare le dimensioni e l’ubicazione di questa struttura. La struttura corrisponde a una camera sepolcrale rettangolare, probabilmente parzialmente riempita di roccia e sedimento. Misura 6,5 ​​x 11,5 piedi (2 x 3,5 metri) ed è simile nella struttura a Ipogei dei Togati e Ipogeo dei Melograni. Gli autori ritengono che la camera sepolcrale risalga alla fine del IV/inizi del III secolo aC, e potrebbe essere stata la tomba di un individuo o di una famiglia facoltosa.

DOI: rapporti scientifici, 2023. 10.1038/s41598-023-32626-0 (sui DOI).