一個科學(xué)家小組將利用高能物理學(xué)(HIP)方面的進展以用宇宙射線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，考古隊使用了一些高科技方法來更嚴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和他的團隊使用μ子斷層掃描法來掃描金字塔的內(nèi)部。1969年，Alvarez報告稱，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團隊使用非侵入性技術(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巨大空洞。這一發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在《自然》上，其被認為是當(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，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)部進行成像，希望了解它何時可能再次爆發(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)部進行成像。但EGP表示，他們的μ子望遠鏡系統(tǒng)將比以前的μ子成像強大100倍。他們在解釋任務(wù)的論文中寫道：“我們計劃使用一個望遠鏡系統(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子進行成像并將首次產(chǎn)生這樣一個大型結(jié)構(gòu)的真正斷層圖像。”

EGP將使用非常大的望遠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輸集裝箱中以方便運輸。每個單元將有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μ子望遠鏡，每個望遠鏡則由四個集裝箱組成。

眼下，EGP仍在建造望遠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，他們正在進行模擬和其他工作，并為任務(wù)做準(zhǔn)備。其中一個關(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。

不過該團隊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鏡時無需從頭開始。他們寫道：“望遠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)計已經(jīng)開始。”

當(dāng)ScanPyramids在2017年發(fā)現(xiàn)Big Void時，這是個大新聞。同時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《紐約時報》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)家們在三個獨立的實驗中使用三個不同的μ子探測器‘看到’了這個空洞，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，必然會有一些戲劇性。一些埃及學(xué)家似乎占有欲非常強，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。