Помогут ли космические частицы в картографировании туннелей в Газе
Археологи и геофизики давно используют мюонную томографию для исследования структуры подземных объектов. Возможно, эти методы применимы для поиска туннелей в Газе.
Картографирование туннелей в Газе является одним из приоритетов государственной безопасности Израиля. Сегодня применяются самые разные методы для создания карты туннелей и их последующего разрушения. Для этого используются георадары и визуальный осмотр с помощью дронов. Туннели ищут специально обученные собаки. Но применяемые сегодня методы недостаточно эффективны: они обладают низким пространственным разрешением и в основном направлены на обследование туннелей, которые уже обнаружены, а не на поиск неизвестных подземных сетей.
"Посмотреть" сквозь землю – можно. Для этого существуют методы, которые используют археологи и геофизики. В статье The Marker описано возможное применение мюонной томографии для поиска туннелей. В настоящее время мюонные детекторы используют археологи для картографирования полостей и туннелей при раскопках города Давида в Иерусалиме.
Мюонная томография развивается с 60-х годов. На землю падают высокоэнергетичные частицы – мюоны. Они образуются в атмосфере Земле при бомбардировке молекул воздуха космическими лучами. Они падают вертикально, редко (одна частица в минуту на квадратный сантиметр), но постоянно. Это долгоживущие частицы – они до распада успевают достичь поверхности. Достигнув поверхности, они не останавливаются, а проникают глубоко под Землю – до 500 метров. Можно сказать, что для мюонного излучения твердые тела примерно так же прозрачны, как стекло для света.
Ученые давно предложили использовать детекторы мюонов для исследования недоступных полостей в твердых телах. Мюоны рассеиваются по-разному в зависимости от того, сквозь какие породы или полости они проходят. Показания детекторов позволяют построить 3D-изображение "просвеченного" мюонами объекта. Одним из самых известных результатов было обнаружение полостей в пирамидах Гизы.
Можно ли использовать мюонную томографию для картографирования туннелей в Газе? Виталий Кудрявцев из Шеффилдского университета в Англии сказал The Marker: "Использование мюонных детекторов в этом контексте сопряжено с серьезными проблемами, включая требование, чтобы они располагались ниже области, которую они сканируют. Чтобы найти скрытый туннель, нужен еще один туннель под ним. Если вы прокладываете этот нижний тоннель, вы уже думаете, что знаете, где находится туннель, который вы ищете".
Ученый справедливо отмечает, что наилучшее положение детектора – под объектом, в этом случае он обеспечивает максимальное пространственное разрешение и "видит" наиболее четко. Поэтому археологи в городе Давида опустили свои детекторы глубоко под землю. Но такие детекторы, как отмечает Виталий Кудрявцев, для поиска туннелей в Газе практически бесполезны.
Но часть мюонов все-таки не проходит сквозь землю, а рассеивается и отклоняется в зависимости от распределения полостей и плотности пород. Это позволяет поставить детекторы прямо на поверхности и сделать их портативными. В этом случае резко падает разрешающая способность детекторов, но они все равно могут построить карту подземных объектов, хотя далеко не такую точную, как подземные датчики. Можно использовать сразу много поверхностных детекторов и перевозить их с места на место, постепенно сканируя все большую площадь.
Методы мюонной томографии с помощью поверхностных детекторов разрабатывают в Национальной Лаборатории в Лос-Аламосе. Здесь этим занимается группа под руководством Кристофера Морриса. В Университете Шеффилда группа под руководством Ли Томпсона разрабатывает портативные поверхностные мюонные детекторы для геофизических исследований. Ведутся такие работы и в лаборатории Fermilab. Многие разработки уже находятся на стадии прототипа или первых продаж.
На просьбу The Marker прокомментировать возможное использовании мюонной томографии в Газе министерство обороны Израиля не ответило.
