Myonen und die Cheopspyramide

Alles besteht aus Materie: Diese stellt in den Naturwissenschaften eine Sammelbezeichnung für alles dar, woraus physikalische Körper aufgebaut sind, also chemische Stoffe sowie deren Bausteine.

Der Begriff Materie ist kein feststehender, denn in der modernen Physik wurde er mehrfach erweitert und er ist wohl auch für die Zukunft nicht endgültig definiert.

In seiner engeren Bedeutung umfasst der Materiebegriff heute alle Elementarteilchen. Das sind also Quarks und Leptonen mit Eigendrehbewegung sowie alle darauf aufgebauten Objekte wie Atome, Moleküle sowie weitere feste, flüssige und gasförmige Materie. In den Geisteswissenschaften wird der Materie-Begriff jedoch anders definiert.




Ich möchte dennoch hier keine philosophische Materie-Betrachtung anstellen, sondern ausschließlich über neue wissenschaftliche Erkenntnisse informieren.

Ein Elementarteilchen, das dem Elektron ähnelt, ist das Myon. Es hat viele Eigenschaften des Elektrons, jedoch hat es eine etwa 200-mal größere Masse. Weiterhin zerfällt es im Unterschied zum Elektron spontan mit einer mittleren Lebensdauer von nur etwa 2,2 Mikrosekunden. Das mag jedem, der kein Naturwissenschaftler ist, wenig interessant und relevant vorkommen: Ist es aber nicht wirklich.
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Myonen sind ein Hauptbestandteil der kosmischen Strahlung. Sie erzeugen mit ihrer meist hohen kinetischen Energie in Materie durch viele aufeinander folgende Stöße mit annähernder Lichtgeschwindigkeit lange Ionisationsspuren, die zur Detektion dienen können. Myonen bewegen sich meist mit nahezu Lichtgeschwindigkeit und können trotz ihrer kurzem Lebensdauer kilometerdicke Felsen durchdringen.

Myonen wurden 1936 von US-amerikanischen Physikern Carl D. Anderson und Seth Neddermeyer bei der Untersuchung von kosmischer Strahlung entdeckt und unabhängig davon 1937 von den US-amerikanischen Physikern J. Curry Street und E. C. Stevenson nachgewiesen.

Physik-Nobelpreisträger Luis Walter Alvarez beschäftigte sich seit dieser Zeit ebenfalls mit kosmischer Strahlung. Nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelte er den Protonen-Linearbeschleuniger in Berkeley, der ab 1947 im Einsatz war. Außerdem war er in Berkeley Mitentwickler der ersten Synchrotrone (Ringbeschleuniger). Ab 1950 wandte er sich der Detektor-Entwicklung zu.

Seine entwickelten Detektor-Verfahren setzte er von 1965-1969 In Ägypten ein. Mit Hilfe von Messungen komischer Höhenstrahlungen wollte er herausfinden, ob in der Chephren-Pyramide unentdeckte Kammern aufzufinden sind. Seine Methoden waren jedoch noch unausgereift und seine Messungen, auf Grund deren er behauptete, dass in der Pyramide keine unentdeckten Kammern mehr vorhanden sind, stellten sich als Fehlurteil heraus.

Querschnitt der Cheops-Pyramide mit Hohlraum-Scan von 2015
Querschnitt der Cheops-Pyramide mit Hohlraum-Scan von 2015, Sternal Media nach Wikipedia

Jedoch wurde die Verfahrenstechnik ständig weiterentwickelt, verbessert und verfeinert. Das war im Jahr 2015 für ein internationales Forscherteam, unter Aufsicht des ägyptischen Antiken-Ministeriums, Anlass, die Cheopspyramide nach unentdeckten Hohlräumen zu untersuchen. Mit Hilfe modernster Analyse- und bildgebender Technik wurde das 4 500 Jahre alte antike Bauwerk auf unbekannte Räume, Kammern und Gänge untersucht. Mit Myonen-Detektoren gelang den Forschern nun das Auffinden bisher unbekannter räumlicher Strukturen. Die Myonen-Technologie, die heute auch zur Untersuchung von Vulkanen eingesetzt wird, und die auch beim havarierten Kernkraftwerk in Fukushima zum Einsatz kam, zeigt einen rätselhaften Hohlraum von wohl etwa 30 m Länge oberhalb der Großen Galerie. Die Wissenschaftler können die Anomalie jedoch bisher nicht erklären. Das liegt nach eigenen Aussagen wohl daran, dass die Wissenschaftler die inneren Strukturen der Pyramide noch nicht verstehen. Zudem ist sich die Wissenschaft bis heute nicht über den Bau der Pyramide einig. Verschiedene Theorien stehen sich gegenüber, doch sie bleiben Hypothesen, da bisher die Beweise fehlen. Wir können also auch in Zukunft gespannt sein, welche Geheimnisse sich die alten Grabstätten der Pharaonen noch entreißen lassen werden.

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