一個(gè)科學(xué)家小組將利用高能物理學(xué)(HIP)方面的進(jìn)展以用宇宙射線μ子掃描吉薩的胡夫大金字塔。他們希望比以往任何時(shí)候都能更深入地觀察大金字塔并繪制其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。這項(xiàng)工作被稱為“探索大金字塔（EGP）”任務(wù)。

吉薩大金字塔自公元前26世紀(jì)以來一直存在。它是法老胡夫的墳?zāi)梗脖环Q為Cheops。它的建造歷時(shí)約27年，由約230萬塊石頭--石灰石和花崗巖的組合--建成，重量約為600萬噸。在超過3800年的時(shí)間里，它是世界上最高的人造建筑。我們現(xiàn)在只看到大金字塔的底層核心結(jié)構(gòu)。隨著時(shí)間的推移，光滑的白色石灰石外殼被移除。

大金字塔得到了很好的研究，多年來，考古學(xué)家已經(jīng)繪制了內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。金字塔和它下面包含有不同的房間和通道。胡夫的房間大致位于金字塔的中心。

近來，考古隊(duì)使用了一些高科技方法來更嚴(yán)格地探測金字塔的內(nèi)部情況。在20世紀(jì)60年代末，美國物理學(xué)家Luis Alvarez和他的團(tuán)隊(duì)使用μ子斷層掃描法來掃描金字塔的內(nèi)部。1969年，Alvarez報(bào)告稱，他們檢查了金字塔的19%，并沒有發(fā)現(xiàn)新的房間。

2016-17年，ScanPyramids團(tuán)隊(duì)使用非侵入性技術(shù)來研究大金字塔。像之前的Alvarez一樣，他們使用了μ子斷層掃描以及紅外熱成像和其他工具。他們最重要的發(fā)現(xiàn)是“Big Void”，即大走廊上方的一個(gè)巨大空洞。這一發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在《自然》上，其被認(rèn)為是當(dāng)年最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。

μ子是類似于電子的基本粒子，但質(zhì)量更大。由于它們能深入到結(jié)構(gòu)中，所以可以被用于斷層掃描，甚至比X射線還深。

當(dāng)被稱為宇宙射線的高能粒子撞上地球的大氣層時(shí)就會產(chǎn)生宇宙射線μ子。宇宙射線是原子的碎片--高能質(zhì)子和原子核--不斷從太陽、太陽系外和銀河系外流入地球。當(dāng)這些粒子與地球的大氣層相撞時(shí)，碰撞產(chǎn)生了次級粒子的噴發(fā)。在這些粒子中，有一些就是μ子。

μ子是不穩(wěn)定的，在幾微秒或百萬分之一秒內(nèi)就會衰變。但它們以接近光速的速度傳播，在如此高的速度下，它們可以在衰變前深入滲透。從不斷轟擊地球的宇宙射線中，存在一個(gè)不間斷的μ子來源。μ子層析成像的任務(wù)是有效地測量μ子。

μ子斷層掃描被用于不同的應(yīng)用中，如檢查運(yùn)輸集裝箱中的違禁品。最近μ子斷層掃描的技術(shù)創(chuàng)新則增加了它的力量并帶來了新的應(yīng)用。如意大利的科學(xué)家們將使用μ子層析成像技術(shù)對維蘇威火山的內(nèi)部進(jìn)行成像，希望了解它何時(shí)可能再次爆發(fā)。

探索大金字塔(EGP)任務(wù)使用μ子層析成像技術(shù)對大金字塔進(jìn)行下一步成像。跟之前的ScanPyramids一樣，EGP將使用μ子層掃描技術(shù)對該結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行成像。但EGP表示，他們的μ子望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)將比以前的μ子成像強(qiáng)大100倍。他們在解釋任務(wù)的論文中寫道：“我們計(jì)劃使用一個(gè)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，其靈敏度是最近在大金字塔上使用的設(shè)備的100倍以上，它將從幾乎所有的角度對μ子進(jìn)行成像并將首次產(chǎn)生這樣一個(gè)大型結(jié)構(gòu)的真正斷層圖像。”

EGP將使用非常大的望遠(yuǎn)鏡傳感器移動到大金字塔外的不同位置。探測器將被組裝在溫控的運(yùn)輸集裝箱中以方便運(yùn)輸。每個(gè)單元將有12米長、2.4米寬、2.9米高。據(jù)悉，研究人員的模擬使用了兩個(gè)μ子望遠(yuǎn)鏡，每個(gè)望遠(yuǎn)鏡則由四個(gè)集裝箱組成。

眼下，EGP仍在建造望遠(yuǎn)鏡原型并確定他們將使用哪些數(shù)據(jù)處理技術(shù)。在此過程中，他們正在進(jìn)行模擬和其他工作，并為任務(wù)做準(zhǔn)備。其中一個(gè)關(guān)鍵部分是他們將如何把所有這些μ子收集到斷層圖像中。

不過該團(tuán)隊(duì)對他們迄今所做的工作充滿信心并對他們的新方法感到滿意。EGP稱他們的努力將首次創(chuàng)造出大金字塔的實(shí)際斷層圖像，而不是2D圖像。

截止到目前，EGP的大部分工作都是數(shù)據(jù)模擬。但新研究則在建造望遠(yuǎn)鏡時(shí)無需從頭開始。他們寫道：“望遠(yuǎn)鏡中采用的探測器技術(shù)已經(jīng)成熟，具體部件的原型設(shè)計(jì)已經(jīng)開始。”

當(dāng)ScanPyramids在2017年發(fā)現(xiàn)Big Void時(shí)，這是個(gè)大新聞。同時(shí)它也引起了一些爭論。埃及學(xué)家Zahi Hawass對這些發(fā)現(xiàn)嗤之以鼻。他對《紐約時(shí)報(bào)》說道：“他們什么也沒發(fā)現(xiàn)......這篇論文對埃及學(xué)沒有提供任何幫助。零幫助。”

但其他大多數(shù)埃及學(xué)家都接受了這一發(fā)現(xiàn)及其科學(xué)性。物理學(xué)家們也支持這一發(fā)現(xiàn)。粒子物理學(xué)家Lee Thompson對《科學(xué)》說道：“科學(xué)家們在三個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)中使用三個(gè)不同的μ子探測器‘看到’了這個(gè)空洞，這使得他們的發(fā)現(xiàn)非常可靠。”

當(dāng)科學(xué)家使用現(xiàn)代高能物理學(xué)來探測人類最古老的考古寶藏之一時(shí)，必然會有一些戲劇性。一些埃及學(xué)家似乎占有欲非常強(qiáng)，可能將物理學(xué)家視為他們領(lǐng)域的插足者。他們可能不喜歡物理學(xué)家用來自外太空的神秘粒子來揭開我們古老歷史的面紗。