Скан монастыря
Физики применят частицы космических лучей, чтобы обнаружить скрытые помещения древнего монастыря в Переславле-Залесском
Настоятель Данилова монастыря игумен Пантелеимон с мюонным детектором у стен храма
Ученые из НИТУ «МИСиС» и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН приступили к обследованию неизвестных помещений Данилова монастыря в городе Переславле-Залесском методом мюонной радиографии. Для этого они установили серию уникальных датчиков, которые выявят неизвестные подвальные помещения и аутентичный фундамент здания церкви XVI века.
Старинный город Переславль-Залесский, основанный в 1152 году князем Юрием Долгоруким на берегу Плещеева озера, известен своими памятниками древнерусской архитектуры XII-XVII веков. Особое место среди них занимает Троицкий Данилов монастырь. Его ансамбль, состоящий из храмов и келий XVI — начала XVIII века, был основан в 1508 году известным местным подвижником Даниилом.
Из построенных в то время храмов только Троицкий собор Данилова монастыря и здание церкви Похвалы Божией Матери дошли до нас без существенных переделок. В начале XVII века во время Смуты монастырь разделил тяжелую участь многих храмов: был разграблен. Многие документы, в том числе технические планы помещений, были безвозвратно утеряны. Здание храма неоднократно ремонтировалось и переделывалось (1720 год, 1849 год) и заслуживает специального изучения и реставрации.
Игумен Пантелеимон, кандидат богословия, настоятель монастыря:
Данилов монастырь изначально поставлен на кладбище, и история про то, где какие могилы есть, не сохранилась. И одно из наших желаний — увидеть, что сохранилось, что мы можем сказать о здешних захоронениях. Другое — есть древний храм Похвалы, который существовал при основателе монастыря преподобном Данииле Переславском, и который был перестроен в 1690-е годы, и какие-то подземные помещения доступны, а о каких-то мы только можем строить гипотезы, что они существуют. И как раз эти гипотезы мы пытаемся проверить. Это попытка вникнуть в то, как жили монахи до нас, попытка понять, как эти помещения использовались, чтобы «обживанием» монастыря заниматься с опорой на существующую традицию, не делать что-то поперек, чтобы была преемственность монашеской жизни. Мне, как настоятелю, хочется понимать, как жил монастырь 500, 300, 100 лет назад, и поэтому эти исследования важны не только для поиска реликвий, но и для изучения монашеской жизни.
Одной из задач коллектива физиков и материаловедов является исследование на предмет наличия неизвестных подвальных помещений и фундамента здания церкви Похвалы Божией Матери. Решить эту проблему доступным и безопасным способом — без разрушения строений при раскопках — позволяет метод мюонной радиографии на основе эмульсионных трековых детекторов.
Процесс производства детекторов в Центре прототипирования «Кинетика» НИТУ «МИСиС»
Процесс производства детекторов в Центре прототипирования «Кинетика» НИТУ «МИСиС»
Процесс установки детекторов в подвале храма
Наталья Полухина, д.ф-м.н., ведущий эксперт Центра инфраструктурного взаимодействия и партнёрства MegaScience НИТУ «МИСиС»:
Исследование, которое мы начинаем сегодня в Даниловом монастыре, использует методику ядерных фотоэмульсий для регистрации космического излучения — мюона. Мы с ним живем, его не замечаем, он не вредит здоровью, но это излучение из-за высокой энергии и большой массы частицы способно проникать очень глубоко — до двух километров скального грунта. Это свойство мюонов используется в мюонной радиографии. Мы считаем, сколько частиц пришло с какого направления и, в зависимости от того, вещество с какой плотностью находится на пути этих частиц, их приходит больше или меньше. По разности зарегистрированного числа мюонов мы можем сказать, что здесь есть пустота или наоборот здесь содержится какой-то более плотный объект. Ядерная фотоэмульсия — один из старейших детекторов, используемых в физике элементарных частиц, в физике высоких энергий, в ядерной физике. Этой методике больше ста лет и только 20 лет назад произошел качественный скачок в ее развитии — были созданы полностью автоматизированные сканирующие системы для обработки ядерных фотоэмульсий. Они обрабатывают эмульсию со скоростью сейчас уже несколько сотен квадратных сантиметров в час.
Татьяна Щедрина, о.Пантелеимон, о.Родион, Наталья Полухина
Мюонная радиография находит свое применение во многих прикладных исследованиях во всем мире, в частности, как перспективное дополнение к геофизическим и геологическим методам при анализе вулканических, сейсмических и карстовых процессов, в разведке полезных ископаемых, в области ядерной безопасности для радиационного мониторинга установок ядерно-энергетического комплекса, для осуществления неразрушающего контроля промышленных объектов.
В настоящее время исследователи произвели уникальную серию детекторов на фотоэмульсиях и приступают к «полевой» части проекта. Десятого ноября были установлены приборы на территории монастыря и начался процесс экспозиции (мюоны начнут «сканировать» скрытое подземное пространство). Этап займет до 2–3 месяцев, затем ученые приступят к расшифровке полученных данных.
Иеромонах Родион, к.ф-м.н., кандидат богословия, заместитель председателя Комиссии по работе с вузами и научным сообществом при Епархиальном совете г. Москвы:
В Свято-Даниловом монастыре Переславля-Залесского нам удалось впервые на практике реализовать нашу инициативу по организации совместного академического проекта Церкви (Комиссия, Переславская епархия, ряд приходов г. Москвы) и научного сообщества (в лице коллективов НИТУ «МИСиС» и ФИАН) и, я очень надеюсь, мы получим первые результаты. Конечно, если говорить о церковном культурном наследии, то эту работу по его изучению при помощи естественно-научных методов никто не проводил системно никогда. Во-первых, основные методы появились и развились только в последние десятилетия. С другой стороны, само культурное наследие требует очень конкретного подхода в каждом случае. Существует проблема сопряжения — физики понимают, что нужно измерить, но они не всегда знают, какой исторический контекст, какой результат с точки зрения истории, археологии надо подтвердить. Нужна постановка задачи, с одной стороны, физическая, с другой — гуманитарная. Все это свести в едином проекте — новая, интересная задача. Здесь нам это удалось впервые, потому что Данилов монастырь очень древний, очень много темных пятен в его истории в прямом и переносном смысле.
Контрольный детектор под крышей храма
P.S. Пару слов о технологии
1) Мюонная радиография уже обнаружила скрытое помещение в пирамиде Хеопса. 2) Ранее научный коллектив НИТУ «МИСиС» и ФИАН обследовал строение в цитатели Дербента с целью проверки гипотезы о том, что это — древнейший в России христианский храм. 3) Метод — это «мюонный аналог рентгеновского аппарата, только куда более безопасный и прозорливый», применяется как в фундаментальной науке, так и прикладных задачах: тут
А мы тем временем с нетерпением ждем результаты скрытые клады через пару месяцев. Stay tuned.
