Kosmiset hiukkaset paljastivat 2 500 vuotta vanhan haudan Napolissa
Tutkijat paikansivat modernien mittauslaitteiden ja ilmakehässä syntyneiden hiukkasten avulla maanalaisen hautakammion, joka voi olla peräisin jopa 500-luvulta eaa.
Kuvassa on Napolissa sijaitseva San Gennaron katakombi, joka on ollut käytössä varhaiskristilliseltä ajalta alkaen. Uudesta hautalöydöstä ei vielä ole kuvia.
Tiheästi asutun Napolin kaupungin alla on antiikin kreikkalaisen ja roomalaisen asutuksen jäännöksiä. Paikka on arkeologien paratiisi, mutta ongelmana on se, että monta metriä katutason alapuolella olevia vanhoja rakennelmia ei päästä tutkimaan nykyisen rakennuskannan vuoksi.
Alun perin paikalle perustettiin Cuman kaupunki noin 650 eaa. Sittemmin kaupunki sai kreikkalaisasukkailta nimekseen Neapolis, uusi kaupunki.
Alueella on lukuisia maanalaisia hautoja, jotka ovat peräisin 500-luvulta 200-luvulle eaa., sekä kristittyjen katakombeja roomalaisajalta 100-luvulta 300-luvulle jaa.
Vanhat haudat sijaitsevat noin 10 metriä nykyisten rakennusten alapuolella.
Italiassa toimivan kansallisen ydinfysiikan instituutin italialaisista ja japanilaisista tutkijoista koostuva ryhmä on saanut selville, miten maanalaiset kammiot voidaan kartoittaa ilman kalliita kaivauksia.
Hiukkasia onkalossa
Scientific Reports -lehdessä julkaistussa artikkelissa tutkijat selittävät, että he käyttivät maanalaisten hautakammioiden tutkimiseen myonitomografiaa.
Myonit ovat alkeishiukkasia, joita syntyy, kun kosminen säteily törmää Maan ilmakehän yläosissa ilmamolekyyleihin. Myoneilla on elektronin tavoin negatiivinen varaus, mutta ne ovat yli 200 kertaa niin painavia kuin elektronit.
Fyysikot käyttävät myoneja materiaalien ominaisuuksien tutkimiseen, sillä kun myonit tunkeutuvat aineen läpi, ne menettävät energiaansa tai niiden rata taipuu.
Myonitomografialla luodaan kolmiulotteinen kuva kohteesta samaan tapaan kuin lääketieteellisessä kuvantamisessa käytetään tietokonekerroskuvasta, joka perustuu siihen, että eri kudokset ja elimet absorboivat säteitä eri tavalla.
(a) Google Mapsin kuva hautakammion sijaintialueesta. Myonit paljastivat hautakammion kuvassa viivoitetulta alueelta. (b) Piirros 10 metrin syvyydessä sijaitsevista kreikkalaiskauden hautakammioista. Numerot 1–11 viittaavat kammioihin. Kammiot 2 ja 3 ovat uusia löytöjä. Niistä kammiota numero 3 tutkittiin myonitomografialla. Muut kammiot tunnettiin jo aiemmin.
Tutkijaryhmä analysoi seinien ja kiven läpi tunkeutuneita myoneja, jotka olivat levittäytyneet maanalaiseen onkaloon.
3D-kuvia hiukkasten radoista
Tutkimuslaitteilla rekisteröitiin varautuneiden myonihiukkasten radat ja muodostettiin niistä kuva.
Sen jälkeen tutkijat mittasivat hiukkasilmaisimella myonien suunnan ja virran, eli sen, kuinka monta myonia laitteen läpi virtaa tietyssä ajassa. Lopuksi myonien radoista onkalossa luotiin 3D-malli.
Myoneja rekisteröivien ilmaisimien pitää sijaita juuri tutkittavan alueen alapuolella, sillä myonit saapuvat ylhäältä ilmakehästä.
Toisin sanoen laitteen piti olla syvemmällä kuin 10 metrin syvyydessä, missä hautakammion oletettiin olevan.
3D-kuva hautakammion ympärillä olevista rakenteista. Neljä vihreää ympyrää ovat referenssipisteet, jotka osoittavat, missä kammio on. Kammiossa kuvan alareunassa oli myoni-ilmaisin, joka havaitsi ylhäältä tulevia hiukkasia. Kun dataa verrattiin, löydettiin kammion tarkka sijainti neljän ympyrän luota.
Napolissa on maan alla vanhoja vesisäiliöitä, jälkiä vanhasta kaivostoiminnasta ja toisen maailmansodan aikaisia pommisuojia. Niinpä tutkijat löysivät 18 metriä maan alta 1800-luvulta peräisin olevan kellarin. Siellä he rekisteröivät 28 päivän aikana runsaat 10 miljoonaa myonia.
Sen jälkeen tutkijat vertasivat myonivirtaa aiemmin tunnettujen rakenteiden 3D-kuviin ja paikansivat siten hautakammion.
Kammion koko on noin 2 kertaa 3,5 metriä. Sen uskotaan olleen varakkaan henkilön hauta 500–200-luvulta eaa. Käytetyllä menetelmällä ei kuitenkaan voida tunnistaa luita tai ruukunpalasia.