Los rayos cósmicos revelan una cámara funeraria oculta

Descubriendo el pasado con rayos cósmicos.

La antigua necrópolis de Neapolis se encuentra aproximadamente a 33 pies por debajo de la actual Nápoles, Italia. Las ruinas están ubicadas en un distrito urbano densamente poblado, lo que dificulta llevar a cabo el cuidadoso proceso de excavación arqueológica. Usando una técnica de imagen que utiliza rayos cósmicos llamada muografía o tomografía de muones, un equipo de científicos descubrió recientemente una cámara funeraria subterránea previamente oculta.

El uso de muones para examinar sitios arqueológicos es una práctica que se remonta a la década de 1950 cuando un ingeniero llamado EP George los usó para tomar medidas de un túnel australiano. Quizás lo más notable es que el físico ganador del Premio Nobel Luis Álvarez usó imágenes de muones, quien se asoció con arqueólogos egipcios y utilizó la práctica para buscar cámaras ocultas en la Pirámide de Khafre en Giza. Aunque la técnica de imágenes de muones funcionó, no se descubrieron cámaras ocultas. Años más tarde, sin embargo, se utilizó la misma técnica de imagen para detectar un vacío misterioso en otra área de la pirámide.

Las imágenes de muones también se han utilizado para buscar materiales nucleares transportados ilegalmente en los cruces fronterizos, monitorear volcanes activos para detectar erupciones y buscar ruinas mayas ocultas en Belice. Hay muchas variaciones de imágenes de muones, pero generalmente involucran cámaras llenas de gas. A medida que los muones se mueven a través del gas, chocan con las partículas de gas y emiten un destello de luz distintivo que es registrado por un detector. Esto permite a los científicos calcular la energía y la trayectoria de la partícula.

Este proceso es similar a los rayos X o al radar de penetración terrestre, pero debido a que las partículas de muón son de alta energía, esto hace que sea más posible obtener imágenes de sustancias densas y gruesas, como las piedras utilizadas para construir muchas estructuras antiguas. Cuanto más denso es el objeto de la imagen, más muones se bloquean, lo que arroja una sombra distinta. Esto permite que aparezcan cámaras y estructuras ocultas en la imagen final porque bloquearon menos partículas.

Neapolis era una ciudad rica en roca de toba volcánica, lo que la hizo lo suficientemente blanda para esculpir espacios de culto, tumbas y cuevas para viviendas. La necrópolis se utilizó una vez para entierros desde finales del siglo IV a. C. hasta principios del siglo I d. Con el tiempo, el área quedó enterrada en los sedimentos de los desastres naturales. Aunque no se conoce el tamaño exacto de la estructura, podría albergar potencialmente docenas de tumbas, incluidas cuatro tumbas que se descubrieron a fines del siglo XIX.

Investigadores de la Universidad de Nápoles Federico II, el Instituto Nacional de Física Nuclear de Nápoles y la Universidad de Nagoya en Japón pensaron que la muografía podría permitirles ver algunas de las estructuras ocultas.

"Debido a su naturaleza no invasiva, esta técnica es particularmente adecuada para entornos urbanos donde no es concebible la aplicación de métodos de inspección activos como ondas sísmicas o perforaciones", escribieron los autores.

Los detectores utilizados en el estudio se basan en detectores de emulsión nuclear, que son compactos y no requieren una fuente de alimentación externa. La tecnología de emulsión nuclear fue popular en el estudio de los rayos cósmicos, lo que condujo al descubrimiento del mesón pi y la violación de la paridad en los mesones K.

Los investigadores detrás del estudio utilizaron dos módulos detectores, cada uno con una pila de cuatro películas de emulsión. Las películas se sellaron dentro de un sobre, para permitir el control de la luz y la humedad, y se dejaron en un sótano subterráneo antes de ser reveladas. También utilizaron un modelo espacial de escaneo láser 3D de las estructuras subterráneas accesibles para comparar.

El exceso de un número inesperado de muones revela la evidencia de una nueva estructura subterránea. Además, la muografía también proporcionó suficiente información para estimar el tamaño y la posición de la estructura. La estructura desconocida mide 6,5 por 11,5 pies y los autores del estudio han teorizado que podría remontarse a finales del siglo IV o principios del siglo III a.