Скан монастыря: Физики применят частицы космических лучей, чтобы обнаружить скрытые помещения древнего монастыря в Переславле-Залесском

Ученые из НИТУ «МИСиС» и Физического института им. П. Н. Лебедева РАН приступили к обследованию неизвестных помещений Данилова монастыря в городе Переславле-Залесском методом мюонной радиографии.  Для этого они установят серию уникальных датчиков, которые выявят неизвестные подвальные помещения и аутентичный фундамент здания церкви XVI века.

Старинный город Переславль-Залесский, основанный в 1152 году князем Юрием Долгоруким на берегу Плещеева озера, известен своими памятниками древнерусской архитектуры XII-XVII веков. Особое место среди них занимает Троицкий Данилов монастырь – один из древнейших в городе. Его ансамбль, состоящий из храмов и келий XVI – начала XVIII века, был основан в 1508 году известным местным подвижником Даниилом.

Из построенных в то время храмов только Троицкий собор Данилова монастыря и здание церкви Похвалы Божией Матери дошли до нас без существенных переделок. В начале XVII века во время Смуты монастырь разделил тяжелую участь многих храмов: был разграблен.  Многие документы, в том числе технические планы помещений, были безвозвратно утеряны. Здание храма неоднократно ремонтировалось и переделывалось (1720 год, 1849 год) и заслуживает специального изучения и реставрации.

Одной из задач коллектива физиков и материаловедов является исследование на предмет наличия неизвестных подвальных помещений и фундамента здания церкви Похвалы Божией Матери. Решить эту проблему доступным и безопасным способом – без разрушения строений при раскопках - позволяет метод мюонной радиографии на основе эмульсионных трековых детекторов.

Мюоны - элементарные частицы космического происхождения, достигшие уровня моря, могут проникать в грунт на глубину до 2 км. Эта особенность распространения атмосферных мюонов позволяют использовать их для «удаленного» исследования структуры природных и искусственных объектов километрового масштаба.

«Регистрация изменений плотности вещества внутри объекта осуществляется путем воздействия проходящего через объект ионизирующего излучения на специальные детекторы (например, на фотоэмульсионную пленку), чувствительные к этому излучению. Анализ интенсивности и углового распределения мюонов после прохождения через объект, находящийся выше уровня детектора, дает возможность сделать заключение о составе вещества этого объекта, а также о наличии полостей или неоднородностей в его толще. Таким образом можно составить некий объемный «скан» подземных помещений, не проникая в них», - рассказала участник научной группы ведущий эксперт Центра инфраструктурного взаимодействия и партнёрства MegaScience НИТУ «МИСиС» Татьяна Щедрина.

Мюонная радиография находит свое применение во многих прикладных исследованиях во всем мире, в частности, как перспективное дополнение к геофизическим и геологическим методам при анализе вулканических, сейсмических и карстовых процессов, в разведке полезных ископаемых, в области ядерной безопасности для радиационного мониторинга установок ядерно-энергетического комплекса, для осуществления неразрушающего контроля промышленных объектов.

В настоящее время исследователи произвели уникальную серию  детекторов на фотоэмульсиях и приступают к «полевой» части проекта. Они установили приборы на территории монастыря и начали процесс экспозиции (мюоны начнут «сканировать» скрытое подземное пространство).  Этап займет до 2-3 месяцев, затем ученые приступят к расшифровке полученных данных.

Справка о технологии:

Мюонная радиография  уже обнаружила скрытое помещение в пирамиде Хеопса: https://elementy.ru/novosti_nauki/433138/Myuonnaya_tomografiya_pokazala_nalichie_v_piramide_Kheopsa_novogo_pomeshcheniya

Ранее  научный коллектив НИТУ «МИСиС» и ФИАН обследовал строение в цитатели Дербента с целью проверки гипотезы о том, что это - древнейший в России христианский храм: https://iz.ru/741027/ignat-orbeliani/doroga-pod-zemliu

Метод — это «мюонный аналог рентгеновского аппарата, только куда более безопасный и прозорливый», применяется как в фундаментальной науке, так и прикладных задачах:

https://zen.yandex.ru/media/nplus1/miuony-na-slujbe-chelovechestva--chast-1-5cebc304aa7e8b00b356e516