Astroteq.ai: Myonen-Detektor erkundet den Wawel-Hügel in Krakau

So funktioniert die Myonographie

Das Verfahren, auch Myonen-Radiografie oder Muographie genannt, ähnelt einer Röntgenaufnahme im Makromaßstab. Myonen sind Elementarteilchen, die entstehen, wenn kosmische Strahlung auf Atome in der Erdatmosphäre trifft. Sie bewegen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit und durchdringen hunderte Meter Gestein, verlieren dabei aber je nach Dichte des Materials Energie.

Massiver Kalkstein absorbiert und streut mehr Myonen, sodass weniger den Detektor erreichen. Ein Hohlraum, ein vergessener Gang oder eine Krypta setzen den Teilchen weniger entgegen; aus dieser Richtung registriert das Gerät einen dichteren Strom. Der Detektor in der Drachenhöhle arbeitet passiv: Er sammelt wochenlang Daten, zählt einzelne Teilchenbahnen und baut so nach und nach ein dreidimensionales Dichteprofil des Hügels auf.

Vom Erdbebenradar zum Kulturerbe

Astroteq.ai entwickelt sonst Systeme zur Erdbebenvorhersage auf Basis von Anomalien im Strom der kosmischen Strahlung. Dieses Konzept wird unter anderem im internationalen Konsortium CREDO (Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory) untersucht, das vom Institut für Kernphysik der Polnischen Akademie der Wissenschaften in Krakau initiiert wurde. Am Wawel wurde die Erfahrung mit empfindlichen, robusten Detektoren auf eine kalte, feuchte und schwer zugängliche Höhle übertragen.

Die Methode ist andernorts etabliert: 2017 entdeckte das Team von ScanPyramids damit die „Große Leerstelle“ in der Cheops-Pyramide von Gizeh, einen mindestens 30 Meter langen Raum. Ähnliche Detektoren überwachen Vulkane wie Vesuv und Ätna und prüfen die Stabilität stillgelegter Bergwerke und Eisenbahntunnel in Europa.

Ergebnisse brauchen Zeit. Kosmische Teilchen treffen konstant, aber nur begrenzt häufig ein, daher erfordert ein hochauflösendes Bild monatelange Messung. Rekonstruktionsalgorithmen filtern danach das Hintergrundrauschen und erstellen ein Dichtemodell des Hügels. Zeigen sich Anomalien dort, wo die Baupläne massiven Fels vorsehen, erhalten Denkmalpfleger und Archäologen präzise Koordinaten für gezielte Folgeuntersuchungen.