L’utilisation d’une technique d’imagerie avancée impliquant de minuscules particules élémentaires a révélé une structure funéraire datant de l’époque hellénistique dans le sud de l’Italie.
La nécropole souterraine de Neapolis
Les muons sont des particules chargées négativement, produites lorsque les rayons cosmiques entrent en collision avec les atomes de la haute atmosphère terrestre. Si environ 10 000 d’entre elles atteignent la surface de notre planète par mètre carré et par minute, elles présentent la particularité d’être partiellement absorbées par des matériaux tels que la pierre. Ainsi, la mesure de leurs niveaux permet aux chercheurs de construire des modèles tridimensionnels de structures cachées ou inaccessibles.
Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Scientific Reports, une équipe internationale de chercheurs a utilisé cette technique, connue sous le nom de radiographie muonique, pour cartographier un nouveau segment de la nécropole souterraine d’une antique cité, située à une dizaine de mètres environ sous les rues de Sanità, quartier très peuplé et urbanisé de l’actuelle ville de Naples.
Si de précédentes études de terrain avaient permis de révéler les vestiges (bâtiments, rues et aqueducs) de Neapolis, construite par les Grecs entre le quatrième et le troisième siècle avant notre ère, la découverte de chambres funéraires ornées de fresques suggérait qu’il en existait potentiellement d’autres. Ce que l’équipe a récemment pu confirmer en plaçant des détecteurs de muons à l’intérieur d’une ancienne cave qui avait été utilisée pour stocker des aliments au XIXe siècle.
Un défi technique
« Le premier défi consistait à concevoir un détecteur de muons compact à haute résolution, pouvant être transporté dans des endroits étroits et n’étant pas raccordés au réseau électrique », détaille Giovanni De Lellis, de l’université de Naples – Frédéric II. « Le dispositif que nous avons mis au point est basé sur les technologies utilisées dans les expériences de physique subnucléaire au CERN et dans les laboratoires nationaux du Gran Sasso de l’INFN, qui étudient les propriétés des neutrinos et recherchent la matière noire. »
En l’espace de quelques mois, le matériel high-tech des chercheurs a capturé quelque 10 millions de muons, que l’équipe a utilisés pour produire une reconstruction stéréoscopique de la zone.
« À partir du nombre de muons atteignant les détecteurs depuis différentes directions, il est possible d’estimer la densité de la matière qu’ils ont traversée », expliquent les auteurs de l’étude. « Les valeurs relevées ne pouvaient s’expliquer que par la présence d’une nouvelle chambre funéraire. »
