Ученый ТГУ: найти новую комнату в пирамиде Хеопса помог наш Geant4

В 2017 году международная команда ученых Scan Pyramids при анализе данных мюонной томографии египетских пирамид обнаружила в пирамиде Хеопса ранее неизвестное помещение. Один из разработчиков использованной для этого программы Geant4 – научный сотрудник лаборатории экспериментальной физики высоких энергий ТГУ Евгений Черняев.

Скрытая комната находится над большой галереей, ведущей в Камеру фараона. Ее длина не меньше 30 метров, высота – около 15 метров; предназначение помещения пока не ясно. Это первое с XIX века крупное открытие в пирамиде Хеопса, единственном из Семи чудес света, уцелевшем до наших дней, и оно прошло без проведения раскопок.

– В исследованиях Scan Pyramids использовался инструментарий Geant4, и это не удивительно, – прокомментировал Евгений Черняев. – Во-первых, на сегодняшний день Geant4 является наиболее продвинутой, и поэтому наиболее востребованной программой моделирования прохождения частиц через вещество. Во-вторых, она находится в открытом доступе, и любой пользователь может скачать ее с сайта geant4.cern.ch и установить на своем компьютере.

Geant4 позволяет, в частности, промоделировать прохождение космических частиц через материал пирамиды. Космические мюоны – это вторичные частицы, которые образуются в результате столкновения космических лучей с атомами и молекулами земной атмосферы. Мюоны легко пронизывают каменные блоки и поэтому подходят для мюонной томографии таких массивных объектов, как пирамиды. Если в объекте имеется пустота, то в ее направлении будет наблюдаться существенное увеличение потока мюонов.

– Мы разрабатываем программу Geant4 уже более 20 лет, и область применения этой программы постоянно расширяется. Это не только физика высоких энергий, но и медицина, биология, химия, космос, астрофизика. Например, в Японии ее использовали в онлайн-режиме во время операции по облучению раковой опухоли пациента. Общее количество упоминаний ключевой публикации о Geant4 давно превысило 10 тысяч, и оно постоянно растет, – отметил Евгений Черняев.

Добавим, что ученые ТГУ используют технологию мюонной томографии при создании новейших детекторов для коллаборации ATLAS на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН. Кроме того, сотрудники лаборатории экспериментальной физики высоких энергий читают лекции и проводят практические занятия по Geant4 в рамках кампусных курсов ТГУ.

ТГУ является действительным членом коллабораций ATLAS и TOTEM на БАК в ЦЕРН.
Команда ТГУ принимает участие в анализе данных БАК при изучении лептонных распадов бозона Хиггса и модернизации мюонного спектрометра ATLAS. В эксперименте TOTEM представители ТГУ занимаются моделированием силиконовых и алмазных детекторов для исследования неупругих столкновений протонов на БАК.