Один из главных соборов Флоренции, Санта-Мария-дель-Фьоре, был построен в середине XV века ювелиром Филиппо Брунеллески. Для исследователей остаётся неясным, как человек, далёкий по роду своей деятельности от архитектуры, смог возвести столь долговечную конструкцию. Брунеллески предусмотрительно не оставил после себя подробных чертежей собора, чтобы соперники не смогли воспользоваться его секретами. Сегодня это существенно осложняет реконструкцию потрескавшегося купола, так как учёные не могут знать точно, использовал ли архитектор железные цепи при строительстве. В 1980-е годы была произведена попытка восстановления здания, но это только навредило ему.
Елена Гриндинрири из Лос-Аламосской национальной лаборатории, выросшая близ Флоренции, предложила свою помощь. Разгадать тайну конструкции собора ей поможет мюонное излучение. Эта технология впервые была использована в середине XX века для измерения горного туннеля в Австралии. Широкую известность технологии принёс нобелевский лауреат по физике Луис Альварес, пытавшийся вместе с археологами обнаружить тайные комнаты в египетских пирамидах.
Существует несколько методов использования мюонных частиц, все они строятся на принципе их взаимодействия с газом. Мюоны при столкновении с частицами газа испускают вспышку света, которую фиксируют специальные детекторы. Так ученые получают снимки, похожие на рентгеновские. Плотный материал поглощает частицы, создавая на снимке тень. Чем плотнее материал, тем более тёмную тень он будет отбрасывать.
Елена Гриндинрири использовала эту технологию в своей работе ещё в начале 2000-х. Узнав о проблеме реконструкции собора Санта-Мария-дель-Фьоре, она поняла, что мюонное излучение поможет учёным узнать, какой материал скрыт в конструкции здания. Летом 2015 года Гриндинрири вместе со студентами создала копию флорентийского собора у себя в университете и провела первое исследование. Затем она получила разрешение на установку детекторов в самом здании.
Сейчас Гриндинрири ждёт коллег из Пенсильванского университета, чтобы вместе завершить тестирование оборудования. Затем детекторы будут отправлены сотрудникам Флорентийского университета на повторную проверку. После этого их установят в соборе. Определив внутреннюю конструкцию купола, реставраторы будут искать оптимальный способ его укрепления.
Подробнее узнать об использовании мюонных частиц для решения проблемы реконструкции собора можно тут.
