V. Tioukov et al., 2023
Les ruines de l’ancienne nécropole de Neapolis se trouvent à environ 10 mètres (environ 33 pieds) sous l’actuelle Naples, en Italie. Mais le site se trouve dans un quartier urbain densément peuplé, ce qui rend difficile d’entreprendre des fouilles archéologiques minutieuses de ces ruines. Ainsi, une équipe de scientifiques s’est tournée vers les rayons cosmiques pour obtenir de l’aide – en particulier une technique d’imagerie appelée muographie ou tomographie muonique – et a découvert une chambre funéraire souterraine auparavant cachée, selon un article récent publié dans la revue Scientific Reports.
Comme nous l’avons signalé, il y a une longue histoire d’utilisation des muons pour imager les structures archéologiques, un processus rendu plus facile parce que les rayons cosmiques fournissent un approvisionnement régulier de ces particules. Un ingénieur nommé EP George les a utilisés pour effectuer des mesures d’un tunnel australien dans les années 1950. Mais le physicien lauréat du prix Nobel Luis Alvarez a mis l’imagerie des muons sur la carte lorsqu’il s’est associé à des archéologues égyptiens pour utiliser la technique de recherche de chambres cachées dans la pyramide de Khéphren à Gizeh. Bien que cela ait fonctionné en principe, ils n’ont trouvé aucune chambre cachée.
Les muons sont également utilisés pour chasser les matières nucléaires transportées illégalement aux frontières et pour surveiller les volcans actifs dans l’espoir de détecter quand ils pourraient éclater. En 2008, des scientifiques de l’Université du Texas à Austin ont tenté de suivre les traces d’Alvarez, en réaffectant d’anciens détecteurs de muons pour rechercher d’éventuelles ruines mayas cachées au Belize. Et les physiciens du Laboratoire national de Los Alamos ont développé des versions portables de systèmes d’imagerie des muons pour percer les secrets de construction du dôme en flèche (Il Duomo) au sommet de la cathédrale Sainte-Marie de la Fleur à Florence, en Italie, conçu par Filippo Brunelleschi dans le début XVe siècle. Le dôme est en proie à des fissures depuis des siècles, et l’imagerie des muons pourrait aider les conservateurs à comprendre comment le réparer.
En 2016, des scientifiques utilisant l’imagerie muonique ont capté des signaux indiquant un couloir caché derrière les célèbres blocs de chevrons sur la face nord de la Grande Pyramide de Gizeh en Égypte. L’année suivante, la même équipe a détecté un vide mystérieux dans une autre zone de la pyramide, pensant qu’il pourrait s’agir d’une chambre cachée, qui a ensuite été cartographiée à l’aide de deux méthodes d’imagerie muonique différentes.
Il existe de nombreuses variantes de l’imagerie muonique, mais elles impliquent toutes généralement des chambres remplies de gaz. Lorsque les muons traversent le gaz, ils entrent en collision avec les particules de gaz et émettent un éclair de lumière révélateur, qui est enregistré par le détecteur, permettant aux scientifiques de calculer l’énergie et la trajectoire de la particule. C’est similaire à l’imagerie par rayons X ou au radar à pénétration du sol, sauf qu’il utilise des muons à haute énergie naturels plutôt que des rayons X ou des ondes radio. Cette énergie plus élevée permet d’imager des substances épaisses et denses comme les pierres utilisées pour construire des pyramides. Plus l’objet représenté est dense, plus les muons sont bloqués, projetant une ombre révélatrice. Des chambres cachées apparaîtraient dans l’image finale car elles bloquaient moins de particules.
V. Tioukov et al., 2023
Neapolis était une ville hellénistique dans une région vallonnée riche en tuf volcanique. Cela le rendait assez doux pour sculpter des tombes, des espaces de culte ou des grottes pour le logement. La nécropole de l’actuel quartier de Sanita à Naples était l’une de ces créations, utilisée pour les sépultures de la fin du IVe siècle avant notre ère au début du premier siècle de notre ère. Le site a été enseveli sous les sédiments au fil du temps par une série de catastrophes naturelles, notamment les inondations causées par le lave dei vergini (« la lave des vierges »). Contrairement à la lave volcanique qui a englouti Pompéi, cette « lave » était composée de boue et de roches qui se détachaient des collines lors de fortes pluies.