Partikler fra kosmisk stråling afslører 2500 år gammel underjordisk grav
Ved hjælp af moderne måleudstyr og partikler dannet i atmosfæren er det lykkedes forskere at identificere og kortlægge antikt gravmonument under den italienske by Napoli.
Billede af romersk-kristen katakombe fra San Gennaro-området i Napoli. Det er ikke det identificerede kammer, som der endnu ikke findes billeder af.
Langt under den tætbefolkede italienske by Napoli befinder resterne sig fra antikke græske og romerske bosættelser. Det er et paradis for arkæologer, der dog ikke kan komme derned grundet moderne bebyggelse.
Oprindeligt grundlagt som Cuma blev byen omkring 650 f.v.t. omdøbt til Napoli (Neápolis, oldgræsk for ’ny by’) af græske nybyggere.
Derfor findes der adskillige underjordiske grave fra det 6. til 3. århundrede f.v.t. samt tidlige kristne katakomber fra den romerske periode omkring 2. til 4. århundrede e.v.t.
Disse gravmonumenter befinder sig dog godt 10 meter under moderne bebyggelse.
Et hold italienske og japanske forskere fra National Institute for Nuclear Physics i Italien har fundet ud af, hvordan disse underjordiske kamre kan kortlægges uden dyre udgravninger.
Partikler i hulrum
I en forskningsartikel i tidsskriftet Scientific Reports forklarer de, hvordan de har brugt såkaldt myon-tomografi, altså brugt myon-partikler, til at identificere et hidtil ukendt underjordisk gravkammer.
Myoner er subatomare elementarpartikler og derfor udelelige ligesom elektroner, og ligesom elektroner har de en negativ ladning. De er dog godt 200 gange så tunge, og de dannes, når kosmisk stråling rammer Jordens atmosfære.
Fysikere kan bruge myoner til at bestemme egenskaber i materialer, da de kan bevæge sig gennem materialer, hvor de taber energi, eller får afbøjet deres baner.
En tomograf kan danne billeder af objekters indre og kendes fra CT-scannere. En moyn-tomograf kan derfor observere myoner, der er trængt gennem materialer – lidt ligesom røntgenstråling.
(a) Et billede ovenfra taget af Google Maps af området hvor kammeret befinder sig. Den stiplede cirkel markerer området, hvor myon-partiklerne afslørede det hemmelige gravkammer. (b) Skematisk tegning af det underjordiske niveau i en dybde på 10 m med græske begravelseskamre. Numrene fra 1 til 11 markerer kamrene. Kamrene 2 og 3 er hidtil ukendte kamre, hvor kammer 3 er det myon-undersøgte kammer. De andre kamre er alment kendte.
Det var netop, hvad de italienske og japanske forskere brugte til at identificere det skjulte, underjordiske gravkammer.
De observerede de myon-partikler, der var trængt gennem vægge og klipper, og som havde spredt sig i hulrummet bag disse.
3D-billeder af partiklers baner
Helt præcist brugte de en såkaldt atomar emulsionsteknologi, hvor ekstremt følsomt fotografisk film blev brugt til at indfange og visualisere de ladede myon-partiklers baner.
Herfra kunne de med en partikeldetektor måle retningen og fluxen af partikler, altså hvor mange myon-partikler der strømmer gennem filmen over tid, og skabe en 3D-model for myon-banerne i hulrummet.
De detektorer, der skal registrere partiklerne, skal dog placeres under der, hvor der skal måles, da myoner kommer oppe fra atmosfæren.
Det betød, at forskerne skulle placere deres udstyr under, der hvor de mente gravkammeret befandt sig – altså længere nede end 10 meter.
Et 3D-billede af hele undergrundsstrukturen omkring gravkammeret. De fire grønne kugler er referencepunkter, der viser, hvor kammeret befinder sig. I kammeret nederst på billedet har myon-detektoren befundet sig, som har indfanget partikler, der er kommet oppefra. Ved at sætte data op mod hinanden, har de fundet den præcise lokation for det skjulte kammer ved de fire kugler.
Underjordiske strukturer fra tidlig minedrift, vandcisterner og bombeskjul fra Anden Verdenskrig har dog skabt dybe skakter under Napoli.
Derfor fandt forskerne en lokation 18 meter under jorden i en kælder fra det 19. århundrede. Her registrerede de myon-flux i 28 dage og fangede godt 10 millioner myoner.
Derefter foretog de 3D-scanninger af tidligere kendte strukturer, som de sammenlignede med myon-fluxen, og på den måde identificerede gravkammeret.
Kammeret måler omkring 2 gange 3,5 meter, og det menes at have tilhørt en velhavende person mellem 6. til 3. århundrede f.v.t. Teknologien kan dog ikke identificere knogler og potteskår.