Con il termine generico “raggi cosmici”, i fisici si riferiscono a una vasta gamma di particelle di provenienza extraterrestre che riempiono lo spazio attorno alla Terra. Si tratta di particelle di energia estremamente elevata: una sola di esse possiede la stessa energia cinetica di una pallina da tennis che si muove alla velocità di duecento chilometri l’ora.

Tra i vari costituenti dei raggi cosmici vi è il muone. Molto simile all’elettrone ma circa duecento volte più pesante, il muone è una particella instabile, ossia vive solo per un milionesimo di secondo prima di trasformarsi in altre particelle: in gergo fisico, si dice che decade. Ciò che rende questa particella particolarmente interessante è la sua capacità di attraversare lunghe distanze attraverso la materia ordinaria. Durante il suo attraversamento, il muone interagisce con la materia, cede parte della sua energia a seconda dello spessore e delle caratteristiche fisiche dell’oggetto attraversato. Un opportuno rivelatore di muoni, posto alla fine del percorso della particella, sarà quindi in grado di descrivere esattamente l’oggetto – forma, dimensioni, densità – a partire dall’energia residua del muone rivelato.

Questa tecnica di “scrutamento” attraverso i muoni cosmici funziona alla perfezione per sondare l’interno di strutture archeologiche di grandi dimensioni, senza essere costretti a intaccarle materialmente. Un esempio tra tutti è quello della seconda tra le grandi piramidi di Giza: grazie a questa tecnica, applicata per la prima volta negli anni Sessanta del Novecento dal fisico statunitense Luis Alvarez, si scoprì che la piramide non conteneva tunnel, caverne o grandi camere, come invece ipotizzato fino a quel momento.