Мюоны – помощники археологов и историков

В цикле «Litterae et Mens» в МИФИ 1 октября состоялся научно-исследовательский семинар «Рентген для древних стен: как мюоны помогают изучать объекты культурного наследия». Его провел к.ф-м.н., кандидат богословия, директор Института фундаментальных проблем социогуманитарных наук НИЯУ МИФИ иеромонах Родион (Алексей Ларионов).

Отец Родион рассказал, как с помощью мюонографии были получены первые результаты исследования Спасо-Каменного Преображенского монастыря XV века на Кубенском озере (Вологодская обл.). В задачи исследовательской группы, в которой трудятся ученые НИЯУ МИФИ, НИТУ МИСИС и ФИАН, входило обнаружение пустот на территории монастыря – в них может находится могила московского митрополита Варлаама, сосланного Василием III на этот остров в 1521 году. Восемнадцать детекторов, расставленные по острову, в течение двух месяцев засекали прохождение мюонов через толщу земли и строений под азимутальным и фокальным углами: там, где тремя и более детекторами были установлены пустоты (через пересечение максимумов), потенциально и могут находиться искомые захоронения. Всего таких пустот было обнаружено четыре.

Напомним, что в Свято-Успенском Псково-Печерском монастыре с помощью этого метода в пещерном храме была обнаружена система подземных ходов. Также ранее были выявлены скрытые пустоты и помещения в Свято-Троицком Даниловом монастыре в Переславле-Залесском – за эту работу группа ученых была удостоена Макариевской премии.

Теперь дело за археологами – благодаря мюонографическим исследованиям они знают, где надо копать наверняка.

Интересно, что с помощью мюонографии можно не только находить пустоты, но и клады: плотность золота, например, заметно отличается от плотности камня, что отразится на детекторах мюонов.

Докладчик подробно остановился на самом мюонографическом методе и его преимуществах. Высокая проникающая способность атмосферных мюонов (интенсивность 10 000 частиц на 1 м² в минуту) в сочетании с прямо пропорциональным плотности вещества коэффициентом поглощения при умеренных энергиях в десятки и сотни ГэВ делает проникающую компоненту космических лучей удобным средством исследования крупных и промышленных объектов. Мюонография может применяться для объектов даже километрового размера – максимальная глубина регистрации мюонов высокой энергии – 2 км скального грунта).

Отец Родион также рассказал, что в будущем планируется создать в НИЯУ МИФИ центр компетенций по ядерным и другим физическим технологиям, которые можно применять в гуманитарных исследованиях. Кроме мюонографии (детекторы на основе ядерной фотоэмульсии, мюонные годоскопы) у нас уже есть лазерный фонограф, умеющий считывать звук со старинных восковых валиков, искусственный интеллект может помочь распознать и прочесть крюковую нотную грамоту и древние рукописи, а с помощью масс-спектрометрии (в МИФИ сильнейшая школа масс-спектрометрии в стране) можно устанавливать более точную датировку древних археологических объектов – через обнаружение в материале изотопов углерода-14 (14С) и изотопов других элементов. Подобные междисциплинарные исследования обладают колоссальным потенциалом, что выводит задачу создания центра на федеральный уровень. 

В работе семинара приняли участие ученые из НИЯУ МИФИ, МГУ им. Ломоносова, НИУ ВШЭ и Пензенского государственного университета архитектуры и строительства. Следующий семинар в этом цикле состоится 22 октября 2026 г.