Sinar kosmik mengungkap ruang pemakaman kuno yang tersembunyi di bawah Naples – Ars Technica

Reruntuhan pekuburan Neapolis kuno terletak sekitar 10 meter (sekitar 33 kaki) di bawah kota Naples, Italia. Tetapi situs tersebut berada di daerah perkotaan yang padat penduduk, sehingga sulit untuk melakukan penggalian arkeologi yang akurat untuk reruntuhan tersebut. Jadi tim ilmuwan meminta bantuan sinar kosmik – khususnya teknik pencitraan yang disebut radiografi, atau tomografi MuonDan sebuah ruang pemakaman yang sebelumnya tersembunyi di bawah tanah ditemukan, menurut A Kertas terakhir Diterbitkan dalam Laporan Ilmiah.

Seperti yang kami laporkan, ada sejarah panjang penggunaan muon Gambar struktur arkeologiProsesnya menjadi lebih mudah karena sinar kosmik menyediakan pasokan partikel-partikel ini secara stabil. Seorang insinyur bernama E.P. George menggunakannya untuk mengukur terowongan Australia pada 1950-an. Tetapi fisikawan pemenang Hadiah Nobel Luis Alvarez menempatkan pencitraan muon di peta ketika dia bekerja sama dengan arkeolog Mesir untuk menggunakan teknik tersebut untuk mencari ruang tersembunyi di piramida Khafre di Giza. Meskipun pada prinsipnya berhasil, mereka tidak menemukan ruangan tersembunyi.

Muon juga digunakan Chase dipindahkan secara ilegal Bahan nuklir di perlintasan perbatasan dan pemantauan gunung berapi aktif, berharap dapat mendeteksi kapan mereka akan meletus. Pada 2008, para ilmuwan di University of Texas, Austin, bekerja, mencoba mengikuti jejak Alvarez, menggunakan kembali detektor muon kuno untuk mencari kemungkinan reruntuhan Maya yang tersembunyi di Belize. Fisikawan di Laboratorium Nasional Los Alamos telah mengembangkan versi portabel dari sistem pencitraan muon untuk mengungkap rahasia pembangunan kubah di atas Bumi. Katedral Saint Mary of Venus Di Florence, Italia, itu dirancang oleh Filippo Brunelleschi pada awal abad ke-15. Kubah telah diganggu oleh retakan selama berabad-abad, dan pencitraan muon dapat membantu konservasionis mencari cara untuk memperbaikinya.

Pada 2016, para ilmuwan menggunakan pencitraan muon Ambil sinyalnya Itu menunjuk ke sebuah bagian yang tersembunyi di balik blok chevron yang terkenal di sisi utara Piramida Agung Giza di Mesir. Tahun berikutnya, tim yang sama menemukan kehampaan misterius di area lain dari piramida, percaya itu bisa menjadi ruang tersembunyi, yang kemudian dicat menggunakan dua warna berbeda. pencitraan muon Metode.

Ada banyak bentuk pencitraan muon yang berbeda, tetapi semuanya biasanya melibatkan ruang berisi gas. Saat muon menembus gas, mereka bertabrakan dengan molekul gas dan memancarkan kilatan cahaya yang direkam oleh detektor, memungkinkan para ilmuwan untuk menghitung energi dan lintasan partikel. Ini mirip dengan sinar-X atau radar penembus tanah, kecuali bahwa muon berenergi lebih tinggi terjadi secara alami, bukan sinar-X atau gelombang radio. Energi tinggi ini memungkinkan untuk menggambarkan material padat dan tebal seperti batu yang digunakan untuk membangun piramida. Semakin padat objek yang dicitrakan, semakin banyak muon yang diblokir, yang menghasilkan bayangan. Ruang tersembunyi akan muncul pada gambar akhir karena menghalangi lebih sedikit partikel.

Neapolis adalah kota Helenistik di daerah pegunungan yang kaya akan bebatuan vulkanik. Ini membuatnya cukup lunak untuk mengukir makam, tempat ibadah, atau gua untuk perumahan. Salah satu konstruksi tersebut adalah pemakaman di tempat yang sekarang menjadi distrik Sanita Napoli, yang digunakan untuk pemakaman dari akhir abad keempat SM hingga awal abad pertama Masehi. Situs ini telah terkubur dalam sedimen dari waktu ke waktu oleh serangkaian bencana alam, terutama banjir Lava de Virginie (“Lava Perawan”). Berbeda dengan lahar yang terkenal menelan Pompeii, “lava” ini terdiri dari lumpur dan batu-batu besar yang terlepas dari perbukitan saat hujan lebat.

Ukuran persis kuburan tidak diketahui, tetapi kemungkinan berisi lusinan makam, masing-masing dengan banyak mayat. Empat makam tersebut, sekarang dikenal sebagai Ipogeo dei Cristallini, ditemukan pada akhir abad ke-19 di bawah rumah keluarga di Donato di Via Cristallini. (Pemilik saat ini Membuka kuburan untuk tur umum tahun lalu.) Setelah gempa bumi tahun 1980 mendorong analisis struktur tiga dimensi di daerah tersebut, dua ruang pemakaman ditemukan: Ipogeo dei Togati dan Ipogeo dei Melograni.

Penemuan ini membangkitkan harapan bahwa lebih banyak ruang pemakaman tersembunyi akan ditemukan. Para peneliti di University of Naples Federico II, National Institute of Nuclear Physics di Naples, dan Nagoya University di Jepang percaya bahwa radiografi akan menjadi cara yang ideal untuk melakukannya. “Karena sifatnya yang non-invasif, teknik ini sangat cocok untuk lingkungan perkotaan di mana penerapan metode inspeksi aktif seperti gelombang seismik atau lubang bor tidak terbayangkan,” tulis para penulis. Mereka didasarkan pada detektor mereka emulsi nuklir teknologi; Detektor emulsi sangat sederhana dan kompak dan tidak memerlukan sumber daya eksternal.

Pengembangan emulsi nuklir dari penelitian radioaktif di awal abad ke-20. Fisikawan Ernest Rutherford mulai menggunakan pelat fotografi komersial untuk menangkap sinar alfa yang dipancarkan oleh berbagai bahan radioaktif, yang menyebabkan pelat menjadi gelap. Rekannya, Kinoshita Suikiti, memodifikasi pendekatan dasar, menyiapkan film emulsi gelatin dengan konsentrasi tinggi butiran perak halida yang sangat halus untuk deteksi partikel alfa. Butiran ini bertindak sebagai sensor, yang dipicu saat partikel bermuatan melewati emulsi dan kehilangan muatannya. Setelah direkam, jejak menjadi terlihat di bawah mikroskop setelah pelat dikembangkan, memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur lokasi dan orientasinya.

Emulsi nuklir populer dalam studi sinar kosmik, yang mengarah pada penemuan pelanggaran pi-meson dan paritas pada K-meson. Ketika detektor partikel dan akselerator yang lebih kuat muncul, emulsi nuklir tidak lagi digunakan. Namun, ini masih berguna dalam beberapa eksperimen fisika (mis opera dan CERN Proyek FASER) serta aplikasi medis, biologi dan arkeologi.

Para penulis studi kuburan menggunakan dua unit reagen, masing-masing berisi tumpukan empat film emulsi yang disegel di dalam amplop untuk mengontrol cahaya dan kelembapan, dan meninggalkannya di lemari besi bawah tanah (ham berumur sekali pakai) dari 10 Maret hingga 7 April. 2018. Setelah periode pemaparan berakhir, Emulsi dikembangkan keesokan harinya. Untuk tujuan perbandingan, mereka mengandalkan model spasial pemindaian laser 3D dari semua struktur bawah tanah yang dapat diakses.

Radiografi mengungkapkan bukti (dalam bentuk peningkatan jumlah muon yang diharapkan) dari struktur bawah tanah baru, serta informasi yang cukup bagi penulis untuk memperkirakan ukuran dan lokasi struktur ini. Strukturnya sesuai dengan ruang pemakaman persegi panjang, kemungkinan besar sebagian diisi dengan batu dan sedimen. Ukurannya 6,5 ​​kali 11,5 kaki (2 kali 3,5 meter) dan strukturnya mirip dengan Ipogei dei Togati dan Ipogeo dei Melograni. Para penulis percaya bahwa ruang pemakaman tersebut berasal dari akhir abad keempat / awal abad ketiga SM, dan mungkin merupakan makam individu atau keluarga yang kaya.

DOI: Laporan Ilmiah, 2023. 10.1038 / s41598-023-32626-0 (tentang DOI).