Theo thông báo từ Đại học Tel Aviv, với việc kết hợp giữa vật lý học và khảo cổ học, các nhà khoa học đã triển khai một hệ thống dò tìm dựa trên hạt muon, một loại hạt cơ bản tương tự electron nhưng nặng hơn, để quét tìm các khoảng rỗng và khoang ngầm tại thành phố David, nằm sát khu phố cổ Jerusalem, trong khu dân cư chủ yếu là người Palestine ở Silwan.
Kết quả nghiên cứu, được công bố cùng ngày trên Tạp chí Vật lý ứng dụng, có thể cung cấp cho các nhà khảo cổ trên toàn thế giới một công cụ mạnh mẽ để lập bản đồ không gian dưới lòng đất ngay cả trước khi đào một xẻng đất đầu tiên.
Giáo sư Oded Lipschits thuộc Khoa Khảo cổ học và văn hóa Cận Đông cổ đại của Đại học Tel Aviv, chia sẻ: “Từ kim tự tháp Ai Cập đến các thành phố Maya ở Nam Mỹ, và dĩ nhiên là ở Israel, người cổ đại đã đục khoét lòng đất để xây hệ thống dẫn nước, kho lưu trữ nông sản và nhiều công trình khác.
Trong khảo cổ học, chúng tôi không có phương pháp đáng tin cậy nào để phát hiện những khoang rỗng này – ngoài sự may rủi. Có khi đang đào sâu vào lớp đá, tôi tình cờ phát hiện một khoảng trống – có thể là cửa vào một hồ chứa nước ẩn giấu. Tôi chỉ có thể đào khi tìm thấy, còn trước đó thì hoàn toàn mù mờ”.
Theo ông, các cấu trúc ngầm đặc biệt phổ biến ở Israel do địa chất khu vực có lớp đá vôi cứng gọi là nari, phía dưới là đá phấn mềm hơn. Trong hàng nghìn năm, cư dân địa phương đã khoét xuyên qua lớp đá vôi để tạo ra các hầm chứa, bể nước, thậm chí là không gian sinh sống.
GS Lipschits nói: “Với nghiên cứu này, chúng tôi đặt mục tiêu phát triển một phương pháp đơn giản, chi phí thấp để tạo bản đồ 3D của những gì nằm bên dưới lớp đá nền – có ứng dụng trí tuệ nhân tạo – để các nhà khảo cổ đến nơi đã biết được cấu trúc bên dưới và quyết định đào ở đâu”.
Hạt muon là hạt mang điện, giống electron hoặc proton, chủ yếu được sinh ra từ sự va chạm giữa tia vũ trụ và khí quyển Trái Đất. GS Erez Etzion của Khoa Vật lý và Thiên văn, Đại học Tel Aviv cho biết: “Khác với electron – chỉ đi được vài cm trong đất – muon mất năng lượng chậm hơn và có thể xuyên sâu – có hạt đạt tới độ sâu 100 mét”.
Nếu đặt các máy dò muon dưới lòng đất và đo đạc môi trường chung quanh, các nhà khoa học có thể phát hiện những khoảng trống nơi năng lượng hạt không bị mất đi. Việc ứng dụng hạt muon để khảo sát đã từng được thực hiện từ thập niên 1960, thí dụ để quét bên trong các kim tự tháp ở Ai Cập. Tuy nhiên, phương pháp của nhóm Israel hiện đại hơn và cho kết quả chi tiết hơn.
Tại thành phố David, nhóm nghiên cứu không chỉ xác nhận các khoang ngầm đã biết mà còn phát hiện những khoảng trống chưa từng được ghi nhận trước đó. Khu vực này bảo tồn nhiều lớp lịch sử của Jerusalem – từ thời Đền thờ thứ Nhất (khoảng 1200–586 TCN) đến thời kỳ La Mã và đầu Hồi giáo. “Đây là minh chứng rõ ràng rằng hệ thống hoạt động tốt”, GS Lipschits nói. “Giờ đây chúng tôi có thể tiến xa hơn và tinh chỉnh kỹ thuật này”.
Một trong những mục tiêu trọng tâm tiếp theo là phát triển thiết bị dò muon di động, giá rẻ và phần mềm hỗ trợ, để các cuộc khai quật ở bất kỳ đâu trên thế giới cũng có thể ứng dụng công nghệ này.
