Наука

Российские ученые учатся видеть сквозь землю

Совместно с исследователями физического института им. П. Н. Лебедева ран и Дагестанского Государственного Университета ученые Национального научно-технического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») провели неинвазивное исследование подземного пространства, расположенного в северо-западной части нарын-Калской крепости в Дербенте.

Для исследования структуры специалисты использовали рентгенографию мюона-современный метод сканирования внутренней структуры веществ. Данные, полученные с помощью датчиков, в настоящее время обрабатываются.

Это 12-метровое сооружение находится почти полностью под землей, над ним видна лишь часть частично разрушенного купола. Это сооружение было построено около 300 г. до н. э. до недавнего времени считалось, что оно служило подземным резервуаром для хранения воды. Однако последние находки археологов показывают, что эта крепость является старейшей в России христианской церковью, которая была похоронена арабами, оккупировавшими Дербент около 700 г. до н. э. На это указывают крестообразное сечение здания, знаки запечатанных входов и тот факт, что его стены были построены в соответствии с точками компаса.

Не все археологи согласны с этой интерпретацией. Трудно разрешить этот спор, выкапывая церковь, так как, во-первых, Нарын-Кала является объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО, и, во-вторых, никто не знает, как стены здания будут реагировать на то, что их откопали после того, как они так долго подвергались воздействию осадков.

Теперь исследователи НИТУ «МИСиС» имеют возможность сканировать здание с помощью рентгенографии мюона, чтобы узнать, как оно раньше выглядело. Этот метод уже доказал свою эффективность, так как он когда-то помог найти секретную комнату в Великой пирамиде Гизы.

Не так давно команда исследователей НИТУ «МИСиС» во главе с профессором Натальей Полухиной (кандидат физико-математических наук) разработала трекинговые детекторы, которые с высокой точностью распознают мюоны и определяют направление их движения.

Подробнее: Новый Электронный микроскоп для сканирования марсианской почвы на наличие признаков жизни

Используя интерпретированные данные этих детекторов, исследователи могут создавать 3D-модели различных объектов, от высотных впадин в почве до пещерных систем в горах.

Рентгенография мюона основана на документировании плотности потока мюона. Мюоны-нестабильные субатомные частицы с отрицательным зарядом, которые генерируются в атмосфере Земли. Мюоны начинают быстро разлагаться, но до этого им удается пройти через всю атмосферу Земли (каждую минуту 10 000 мюонов достигают каждого квадратного метра земной поверхности) и даже получить 8,5 километров под водой или два километра под землей.

 

Чем выше плотность материала, тем быстрее слабеет поток мюона. Таким образом, если поместить твердый объект между пространством и детектором, силуэт объекта появится на детекторе с течением времени. Если этот объект имеет какие-либо впадины, они также станут видимыми, так как мюоны, летящие через него, должны будут пройти через меньшее количество слоев материала высокой плотности.

Подробнее: сканирование может помочь обнаружить травмы мозга спортсмена

Профессор Наталья Полухина, ведущий эксперт НИТУ «МИСиС», является одним из ведущих мировых экспертов в этой области. В настоящее время курирует установку мюонных детекторов в рамках нового судового эксперимента MISiS (поиск скрытых частиц), который НИТУ «МИСиС» проводит на большом Адронном коллайдере совместно с 40 ведущими мировыми университетами.

Предварительный анализ крепости, проведенный специалистами НИТУ «МИСиС» и физического института им.П. Н. Лебедева с использованием топографических карт, доказал эффективность рентгенографии мюона. Важно отметить, что этот метод позволяет ученым различать материалы, которые имеют 5-процентную разницу в плотности, что позволяет визуализировать внешний вид здания.

Tags
Показать более

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

1 + 2 =


Яндекс.Метрика
Close