Un preprint listo para revisión de pares publicado en arXiv describe cómo el equipo del Detector de Imágenes de Centelleo para las Pirámides Egipcias (ScIDEP) examinará la Pirámide de Khafre, el segundo monumento más grande de Giza, utilizando muografía de rayos cósmicos. Los autores provienen de instituciones en Egipto, Bélgica, Estados Unidos y Rumania y informan que su enfoque de escintilador de plástico debería proporcionar una precisión de posición a escala de centímetros mientras operan de forma segura dentro de un sitio del patrimonio.
Dos rastreadores complementarios
El Detector 1 consta de dos placas de polivinil-tolueno (PVT) de 61 × 61 × 2 cm. Cada cara lleva sesenta fibras de cambio de longitud de onda por eje, leídas por fotomultiplicadores de silicio. Las simulaciones y los próximos ensayos en banco indican una resolución de posición mejor que un centímetro una vez que se suprimen las reflexiones no deseadas con pintura negra. El prototipo ahora está siendo caracterizado en la Universidad de Ciencia y Tecnología Egipto-Japón en Alejandría.
El Detector 2, ensamblado en Rumania, apila cuatro capas de barras estrechas de poliestireno en ángulos rectos. Un evento válido requiere que una barra golpee en cada capa, permitiendo reconstruir una trayectoria en línea recta. Estudios de Monte-Carlo dan al telescopio una aceptación angular de 1.82 estereorradianes cuando las parejas superior e inferior están separadas por 90 centímetros, expandiéndose a 5.71 estereorradianes si las capas están comprimidas. Imágenes de laboratorio de formas de plomo, tanques de agua y rollos de cable confirman que el sistema resuelve diferencias de densidad después de exposiciones de dos días una vez que se han restado los fondos de cielo abierto.
De la simulación a la piedra
Un marco de trabajo Geant4 combina geometrías detalladas del detector con un modelo CAD de la pirámide de Khafre. Utilizando espectros estándar de rayos cósmicos, los autores calculan un flujo de aproximadamente 1.44 muones por segundo por metro cuadrado en la cámara de entierro, suficiente para recolectar las 10^8 trayectorias necesarias para revelar un vacío comparable a la cavidad de 30 metros encontrada en la pirámide de Khufu en 2017. Los mismos modelos sugieren que un telescopio orientado hacia arriba colocado en la cámara y una segunda unidad fuera de la cara norte podrían generar juntos un mapa de densidad tridimensional.
Próximos pasos
Una vez que se complete la puesta en marcha en Egipto, ScIDEP planea bajar al menos un rastreador a la cámara del rey y colocar a su compañero en el exterior. La colaboración también está finalizando la electrónica de lectura basada en FPGA para reemplazar las placas comerciales que resultaron poco confiables durante las pruebas iniciales. Los algoritmos de reconstrucción de datos y de imágenes de muones están en desarrollo activo en el mismo entorno de simulación que estableció el punto de referencia de sensibilidad de 10^8 muones.
El proyecto sigue a medio siglo de muografía de pirámides, desde la búsqueda pionera de cámara de chispas de Luis Alvarez en 1970 hasta el descubrimiento de la "gran cavidad" de Jufu y el corredor de la cara norte por parte de ScanPyramids. Al combinar escintiladores modernos con fotomultiplicadores de silicio de alta tasa de conteo, ScIDEP espera mostrar si el interior aparentemente simple de Kefrén esconde pasajes o cámaras pasadas por alto, una partícula cósmica a la vez.
Escrito con la ayuda de un sistema de análisis de noticias.