¿Qué son los muones y por qué son útiles?
Los muones son partículas elementales que se generan cuando los rayos cósmicos del espacio exterior chocan con la atmósfera terrestre. Estas partículas viajan casi a la velocidad de la luz y, a diferencia de los electrones, pueden penetrar profundamente en la tierra antes de perder energía y detenerse. Es esta capacidad de atravesar materiales densos la que los hace tan valiosos para la detección subterránea.
Su comportamiento es similar al de los rayos X en una radiografía: atraviesan algunos materiales más fácilmente que otros, y al medir cuántos muones llegan a un detector tras pasar por el suelo, se puede inferir qué tipo de estructuras hay debajo. Si una región contiene una cámara vacía, los muones pasarán más fácilmente que si el espacio estuviera lleno de roca sólida.
Una prueba en el corazón de Jerusalén
El equipo liderado por los profesores Erez Etzion y Oded Lipschits de la Universidad de Tel Aviv llevó esta tecnología a la práctica en el sitio arqueológico de la Ciudad de David, uno de los más emblemáticos de Jerusalén. Instalaron detectores de muones en una estructura subterránea conocida como la Cisternas de Jeremías y compararon los datos con un escaneo LiDAR de alta resolución del lugar.
El resultado fue contundente: el detector fue capaz de identificar diferencias en la densidad del terreno, indicando la presencia de espacios vacíos con gran precisión. Esta demostración marca un hito al comprobar que la tecnología es viable en condiciones reales, fuera de laboratorios controlados.
Por qué esta tecnología puede cambiar la forma de excavar
En regiones como las laderas de Judea, donde una capa de caliza dura recubre un estrato de creta blanda, las civilizaciones antiguas excavaron una infinidad de espacios subterráneos para almacenamiento, agua o incluso viviendas. Estos sitios, vistos desde arriba, podrían parecer un queso suizo lleno de cavidades, pero sin forma de localizarlas sin excavar al azar.
La tomografía por muones permite mapear en 3D el subsuelo sin remover una sola piedra, guiando a los arqueólogos con información precisa sobre dónde excavar. De esta forma, se pueden evitar daños innecesarios al patrimonio y optimizar los recursos disponibles.
La ciencia detrás de la detección
Cuando los muones atraviesan la tierra, su flujo se ve atenuado dependiendo de la densidad del material. Si un detector registra más muones de lo esperado desde una dirección específica, eso indica una región de menor densidad, como una cueva o cisterna.
Los detectores utilizados por el equipo de Tel Aviv registran la trayectoria angular de los muones con alta precisión, lo que permite construir una imagen tridimensional del subsuelo, similar a una tomografía médica. El proceso requiere tiempo: cuantos más datos se recolecten, mayor es la resolución de la imagen, pero incluso con tiempos razonables de exposición ya es posible obtener resultados útiles.
De las pirámides a la inteligencia artificial
Aunque el uso de muones en arqueología no es nuevo (ya se utilizaron en los años 60 para buscar cámaras ocultas en las pirámides de Egipto), el avance está en el desarrollo de detectores más pequeños, portátiles y resistentes. Esto permite llevarlos a sitios remotos y operarlos en condiciones complejas, como cuevas con humedad, temperaturas extremas o falta de electricidad.
El siguiente paso, según los investigadores, será combinar estos datos con algoritmos de inteligencia artificial para automatizar el análisis y construir modelos 3D más rápidos y precisos. Uno de los lugares elegidos para continuar los estudios es Tel Azekah, un yacimiento en las colinas de Judea con gran potencial por su geología particular y riqueza histórica.
Física y arqueología: una alianza inesperada
Este proyecto muestra el poder de la colaboración interdisciplinaria. Científicos del departamento de física trabajaron codo a codo con arqueólogos, instituciones como la Autoridad de Antigüedades de Israel y expertos en tecnología de defensa, como Rafael Advanced Defense Systems. Cada uno aportó su experiencia para adaptar una herramienta de la física de altas energías a un uso práctico en campo.
El potencial de esta tecnología va más allá de la arqueología. Ya se está explorando su aplicación en infraestructura, como la detección de sedimentos en túneles submarinos o el monitoreo de volcanes. Pero sin duda, su adopción en la arqueología representa una nueva forma de explorar nuestro pasado con las herramientas del futuro.
☞ El artículo completo original de Natalia Polo lo puedes ver aquí
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