شناسایی سکونتگاه‌های زیرزمینی باستانی با پرتوهای کیهانی!

باستان‌شناسان با بهره‌گیری از پرتوهای کیهانی و لیزر موفق شدند سکونتگاه‌های پنهان و ناشناخته زیرزمینی ۲۵۰۰ ساله را در شهر ناپل (Naples) ایتالیا شناسایی کنند. پژوهشگران با فناوری میوگرافی (Muography) توانسته‌اند بدون نیاز به حفاری در خیابان‌های این شهر، زیر پوست آن را ببینند!

این گروه پژوهشی دستگاه‌های ردیاب میون را در حدود ۱۸ متری زیر زمین برای کشف این مکان‌های ناشناخته قرار دادند. محققان شار میون را از این مکان به مدت ۲۸ روز اندازه‌گیری کردند. آن‌ها همچنین یک اسکن لیزری سه‌بعدی از ساختارهای شناخته‌شده قبلی را برای مقایسه شار میون انجام دادند.

بقایای کشف‌شده متعلق به یونانیان و دخمه‌های مسیحیان است که حدود دو هزار سال پیش در دوران رومیان در این منطقه زندگی می‌کردند. پژوهشگران مدت‌ها گمان می‌کردند که سکونتگاه‌های زیرزمینی یونان باستان در زیر خیابان‌های این شهر پنهان شده است، اما نتوانسته بودند همه آن‌ها را پیدا کنند.

این مکان، اتاق‌های تدفین افراد ثروتمند مربوط به قرن ششم تا سوم قبل از میلاد و مقبره‌هایی از دوره روم باستان (از قرن دوم تا چهارم) است. مقبره‌های مذکور تقریبا در عمق ۱۰ متری زیر خیابان‌های ناپل قرار دارند که نشان می‌دهد یافتن آن‌ها دشوار بوده است.

در همین رابطه بخوانید: بزرگترین رصدخانه زیرآبی جهان برای کشف منشا پرتوهای کیهانی

فناوری میوگرافی

واژه میوگرافی از ترکیب واژگان میون (Muon) و برش‌نگاری (Tomography) پدید آمده است. میون یک ذره زیر اتمی و اساسی‌ترین عامل سازنده جهان به شمار می‌رود. میون‌ها سنگین‌تر از الکترون‌ها هستند و توسط پرتوهای کیهانی در اتمسفر زمین تولید می‌شوند.

این ذره‌ها می‌توانند از میان ساختارهای سخت مانند دیوارها و سنگ‌ها بگذرند. برش‌نگاری نوعی تصویربرداری سه‌ بعدی بوده که تصویر حاصل از آن برشی از حجم است. شناخته‌شده‌ترین برش‌نگاری، برش‌نگاری رایانه‌ای یا سی‌تی‌اسکن شمرده می‌شود.

بنابراین توموگرافی میون یا میوگرافی، روشی است که از میون‌های پرتوی کیهانی برای تولید تصاویر سه‌بعدی از حجم‌ها با استفاده از اطلاعات موجود در پراکندگی کولن (Coulomb Scattering) میون‌ها استفاده می‌کند. پراکندگی کولن یک پدیده فیزیکی است که در آن بارهای الکتریکی منفی و مثبت در یک ماده به صورت تصادفی پخش می‌شوند.

از آنجا که میون‌ها بسیار عمیق‌تر از پرتوی ایکس نفوذ می‌کنند، میوگرافی می‌تواند برای تصویربرداری از مواد بسیار ضخیم‌تر از توموگرافی مبتنی بر اشعه ایکس مانند سی‌تی اسکن استفاده شود. شار میون در سطح زمین به گونه‌ای است که یک میون واحد از ناحیه‌ای به اندازه دست انسان در هر ثانیه عبور می‌کند.

کارشناسان می‌توانند شار این ذره‌ها، یعنی ذره‌های میون موجود در یک منطقه خاص را در طول زمان با استفاده از روش میوگرافی اندازه‌گیری کنند. در نتیجه، ممکن است بتوان یک تصویر سه بعدی از حفره‌های زیرزمینی ایجاد کرد.

پرتوهای کیهانی

پرتوهای کیهانی ذره‌های بارداری هستند که در درون اجرام آسمانی تولید می‌شوند و شتاب می‌گیرند و به فضای کیهان پرتاب می‌شوند. برخی از این ذره‌های سرگردان در کیهان به زمین می‌رسند و وارد جو زمین می‌شوند.

پس از ورود ذره‌های کیهانی به داخل جو زمین معمولا با مولکول‌های اتمسفر برخورد می‌کنند. در اثر این برخوردها ممکن است مولکول هوا چندپاره شده یا ذره‌های دیگری مانند فوتون‌ها و الکترون‌ها تولید شوند. خود ذره‌های ایجادشده می‌توانند در اثر برخوردهای بعدی، ذره‌های بیشتری را تولید کنند.