Tia vũ trụ có thể giúp các nhà khảo cổ học xác định hầm mộ bí mật chứa hài cốt và kho báu của Tần Thủy Hoàng, hoàng đế đầu tiên của Trung Quốc.
Lăng mộ của Tần Thủy Hoàng ở Tây An, Thiểm Tây, được xây dựng bởi hàng trăm nghìn nhân công trong gần 4 thập kỷ và hoàn thành vào khoảng năm 208 trước Công nguyên, theo sử gia nhà Hán, Tư Mã Thiên. Với tổng diện tích lớn gấp 70 lần Tử Cấm Thành, đây là lăng mộ cá nhân lớn nhất thế giới. Các công trình ở bề mặt lăng mộ không còn trụ vững sau hàng nghìn năm, nhưng những cấu trúc dưới lòng đất gần như vẫn còn nguyên vẹn. Một số nhà khảo cổ học cho rằng, hầm mộ trung tâm chứa quan tài của hoàng đế và những báu vật quý giá nhất chưa bị xáo trộn sau khi họ kiểm tra toàn bộ khu vực và không phát hiện lỗ hổng nào chứng tỏ thợ trộm mộ từng đột nhập.
Đội quân đất nung trong lăng mộ Tần Thủy Hoàng ở Tây An. (Ảnh: National Geographic)
Nghiên cứu do chính phủ Trung Quốc cấp kinh phí để đánh giá tính khả thi của dự án tia vũ trụ, kết luận cần ít nhất hai máy dò tia vũ trụ ở vị trí khác nhau cách mặt đất gần 100 m. Thiết bị lớn cỡ chiếc máy giặt này có thể phát hiện hạt hạ nguyên tử có nguồn gốc vũ trụ đâm xuống đất. Dữ liệu từ nghiên cứu sẽ cho phép các nhà khoa học xác định cấu trúc ẩn không thể quan sát bằng phương pháp khác với độ chi tiết cao, theo giáo sư Liu Yuanyuan và cộng sự ở Đại học Sư phạm Bắc Kinh trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Acta Physica Sinica của Hiệp hội Vật lý Trung Quốc hôm 13/12.
Trong thập niên 1970, giới nghiên cứu tìm thấy hơn 8.000 chiến binh đất nung, đội quân bảo vệ hoàng đế ở thế giới bên kia, trong nghĩa trang, chôn ở hố đất cách xa trung tâm ngôi mộ. Sau nhiều thập kỷ khảo sát, các nhà khảo cổ học xác nhận sự tồn tại của một cung điện dưới lòng đất cao hơn 30m. Họ cũng phát hiện bằng chứng phù hợp với những mô tả của Tư Mã Thiên về các dòng nước chứa đầy thủy ngân để mô phỏng hệ thống sông lớn của Trung Quốc và biển cả. Nhưng cấu trúc chi tiết của cung điện và vị trí chính xác hầm mộ đặt hài cốt hoàng đế vẫn là điều bí ẩn. Các mô tả khác của Tư Mã Thiên như bẫy trang bị cung tên nhắm vào bất kỳ người nào tiến vào lăng mộ chưa được xác nhận.
Sử dụng tia vũ trụ trong khảo cổ là khái niệm có niên đại từ thập niên 1960. Các nhà vật lý thiên văn phát hiện tia vũ trụ va chạm với phân tử trong không khí và tạo ra loại hạt gọi là muon, có thể đâm xuyên qua gần như bất cứ thứ gì. Muon dễ bị hấp thụ hơn khi xuyên qua vật liệu dày đặc. Bằng cách so sánh số lượng hạt muon mà máy dò thu được từ nhiều góc khác nhau, nhóm khảo cổ có thể tìm ra những cấu trúc rỗng như hầm mộ ẩn giấu hoặc lối đi trong tòa nhà. Nhưng ý tưởng này chủ yếu vẫn mang tính giả thuyết bởi hạt muon không dễ phát hiện. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học phải dựa vào thiết bị cồng kềnh to bằng cả căn phòng nên công tác ứng dụng thực tiễn gặp khó khăn.
Trong vài năm gần đây, nhờ thành tựu trong lĩnh vực vật lý hạt, kích thước của máy dò tia vũ trụ đã giảm đáng kể. Năm 2017, một nhóm khảo cổ ở Ai Cập tìm thấy hầm mộ dài 30 m bên trong kim tự tháp nhờ sử dụng thiết bị dò di động.
Yang Dikun, trợ lý giáo sư địa vật lý ở Đại học Khoa học và Công nghệ miền nam tại Thâm Quyến, nhận định dự án khả thi. Theo Yang, các nhà khảo cổ đã tìm cách lập bản đồ lăng mộ bằng những phương pháp khác. Máy dò dị thường trọng lực có thể phát hiện vật chất với mật độ khác nhau nhưng bị hạn chế ở một khu vực nhỏ và độ chính xác dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu loạn môi trường. Tín hiệu điện từ nhạy nhất với những cấu trúc chứa kim loại và radar xuyên đất bị giới hạn về độ sâu.
Tuy nhiên, phương pháp sử dụng tia vũ trụ cũng đi kèm một số thách thức. Máy dò phải được đặt ở độ sâu phù hợp mà không ảnh hưởng tới công trình hoặc cổ vật phía trên. Khác với những cách phát hiện có thể cho kết quả gần như ngay lập tức, máy dò muon phải hoạt động tại chỗ đủ lâu để thu thập đủ hạt phục vụ phân tích. Mô phỏng máy tính do nhóm của Liu tiến hành cho thấy cần một năm để thu thập đủ dữ liệu nhằm tạo ra hình ảnh rõ nét.