Вътре в египетската Велика пирамида в Гиза се намира мистериозна кухина, невиждана от нито един жив човек, а повърхността й е недокосната от съвременните ръце. Но за щастие учените вече не са ограничени от човешките сетива.
Невидим дъжд от субатомни частици, наречени мюони, пробива структури на повърхността на Земята, включително Голямата пирамида в Гиза. Тези мюони могат да помогнат за картографирането на камерите в пирамидата и дори са разкрили необяснима скрита празнота.
За да усетят контурите на неизследваната вътрешност на пирамидата, учените следват пътеките на малките субатомни частици, наречени мюони. Тези частици, родени високо в земната атмосфера, се втурват към повърхността и потъват в пирамидата. Някои от тях отпечатват местата, през които са минали върху чувствителните детектори в и около пирамидата. Пътеките на частиците разкриха изненадващото присъствие на скрита камера, открита през 2017 г., но неизследвана.
Това зашеметяващо откритие предизвика планове сред физиците да използват мюони за изследване на други археологически структури. И някои изследователи използват техниката, наречена муография, за да картографират вулканите. „Наистина можете да видите вътре във вулкана“, казва геофизикът Джовани Леоне от Universidad de Atacama в Копиапо, Чили. Този вътрешен изглед може да даде на учените повече информация за това как и кога е вероятно да изригне определен вулкан.
Мюоните са навсякъде по земната повърхност. Те се произвеждат, когато високоенергийни частици от космоса, известни като космически лъчи, се разбиват в земната атмосфера. Мюоните непрекъснато се спускат през атмосферата под различни ъгли. Когато достигнат земната повърхност, частиците „гъделичкат“ вътрешностите на големи структури като пирамиди.
Но те проникват и в по-малки неща. Измерването на това колко от частиците се абсорбират, докато преминават през структура, може да разкрие плътността на обекта и да разкрие всички скрити празнини вътре. Техниката напомня заснемането на огромно рентгеново изображение, казва Мариелена Д’Ерико, физик на елементарните частици от Националния институт по ядрена физика в Неапол, Италия, която изучава връх Везувий с мюони.
Но „вместо рентгенови лъчи, ние използваме… естествен източник на частици“, собствения, безкраен запас от мюони на Земята. Физиците обикновено изучават космическите лъчи, за да разберат по-добре вселената, откъдето са дошли. Но муографията преобръща тази традиция с главата надолу, използвайки тези космически частици, за да научи повече за непознатите преди части от нашия свят.
В по-голямата си част, казва физикът на елементарните частици Хироюки Танака от университета в Токио, „частиците, пристигащи от Вселената, не са били прилагани да се изследва нещо в реалния ни живот“.
Няма подобна частица. Неудобните братовчеди на електроните – мюоните, може да изглеждат като ненужна странност на физиката. Когато самоличността на частицата беше разкрита за първи път, физиците се чудеха защо странната частица изобщо съществува. Докато електроните играят решаваща роля в атомите, по-тежките мюони нямат такава цел.
Но мюоните се оказват идеални за създаване на изображения на интериора на големи предмети. Масата на мюона е около 207 пъти по-голяма от масата на електрона. Разликата между електрон и мюон, преминаващи през материята, е като разликата между куршум и гюле, казва физикът на елементарните частици Кристина Карлогану.
Стена може да спре куршум, докато гюле преминава през него. Мюоните са в изобилие, така че няма нужда да създавате изкуствени лъчи на радиация, както е необходимо за правене на рентгенови изображения на счупени кости в лекарския кабинет, например.
Друго решаващо предимство на мюоните: „Те освен че са безплатни, също са много лесни за откриване“, казва ядреният физик Ричард Кузес от Тихоокеанската северозападна национална лаборатория в Ричланд, Вашингтон. Един прост детектор, направен от ленти от пластмаса и сензори за светлина, ще свърши работа.
Други детектори на мюони изискват малко повече от специализирана версия на фотографски филм. Няма друга подобна частица, казва Кузес. Мюоните имат отрицателен електрически заряд, като електрон. Техните античастици, антимюони, които също се изсипват на Земята, имат положителен заряд. Мюонните детектори улавят следи както от отрицателно, така и от положително заредени разновидности. Когато тези частици преминават през материал, те губят енергия по различни начини, например като се сблъскват с електрони и ги отделят от атомите им.
Източник: ScienceNews
Превод и редакция за Filternews