A 15. század folyamán megépült gigantikus kupolát Filippo Brunelleschi tervezte, és a szakértők máig bizonytalanok abban, hogyan dolgozott. Brunelleschi ugyan fából és téglából elkészítette az épület modelljét, de erről direkt lehagyta a kulcsfontosságú részleteket és terveket sem készített, nehogy ellopják megoldásait. Ezek nélkül viszont a ma mérnökei, akik meg akarnák erősíteni a repedező kupolát, komoly gondban vannak. Rajtuk akar segíteni a Los Alamos Nemzeti Laboratórium olasz fizikusa, Elena Guardincerri, aki szubatomi részecskékkel tervezi feltérképezni a szerkezetet.

Brunelleschit a római Pantheon dómja ihlette meg, amely máig a világ legnagyobb méretű vasalatlan betonmennyezete, mégis megáll, mivel íve tökéletes gömbfelületet formál, így mindenféle hozzáadott merevítő szerkezet nélkül önmagát merevíti ki. Míg a Pantheon kupolája egyetlen betonhéjból áll, Brunelleschi kettős héjjal dolgozott: a nyolcszögletű szerkezet egy vastag belső rétegből és jóval vékonyabb külső rétegből épül fel. Az építész kőből, illetve fából készült hatalmas láncokkal fogta össze az építményt, hogy azok a hordóabroncsokhoz hasonlóan nyomást gyakoroljanak a kupolára, amíg annak anyaga megköt.

A kész épület lenyűgöző volt, azonban csaknem azonnal repedezni kezdett. A repedések ugyanakkor csak nagyon lassan terjedtek, és még hosszú ideig nem okoztak volna problémát, ha az 1980-as években nem próbálják meg kijavítani ezeket. Ez a próbálkozás azonban nem csak, hogy nem volt sikeres, de súlyosbította is a repedezést, szükségessé téve az újabb beavatkozást. Az információhiány azonban sokáig gátolta, hogy a mérnökök belevágjanak a munkába.

A szakértők az elmúlt évtizedek során sokféleképpen próbálták kiegészíteni a kupola szerkezetével kapcsolatos hiányos információikat. 1987-ben 300 különböző mérőműszert szereltek fel a dómra, minden idők legalaposabban monitorozott épületévé téve azt. Az alapproblémát azonban így sem sikerült megoldani: a belső héj annyira vastag, hogy a rendelkezésre álló módszerek javával nem lehet átlátni rajta. Pedig a szakértők nagyon kíváncsiak lennének arra, hogy a szerkezetet stabilizáló kőláncok vasrudakkal is meg voltak-e erősítve, és hogy pontosan hány ilyen láncot használt az építész a munka során.

Ennek felderítésében segíthetnek a müonok, amelyeket már többször használtak régi épületek, például piramisok szerkezetének felderítésére. A koncepció a röntgenezéshez hasonlóan működik, csak a sugárforrás ilyen esetekben nem egy mesterséges készülék, hanem a kozmikus sugárzás, amely a földi légkör részecskéivel interakciókba kerülve folyamatosan szállítja a nagyenergiájú müonokat. Ha a vizsgálni kívánt épületet körberakják müondetektorokkal, annak szerkezete és anyaga feltérképezhető az alapján, hogy mennyi müont nyelnek el egyes részei. A vasrudak például sötét foltokként jelennének meg az így készült képeken.

Guardincerri 2015-ben egy modellen már tesztelte is a koncepciót. Mivel a firenzei kupola rendkívül vastag, az ahhoz hasonló tulajdonságú anyagokból készült mintán kívül és belül is elhelyeztek müondetektorokat, hogy jobb képet kapjanak a héjak szerkezetéről. A módszer bevált, 17 napnyi mérés után tisztán kirajzolódtak a vasrudak a szerkezetben. Azóta már a tényleges épülethez szánt detektorokat is legyártották, és Guardincerri jelenleg arra vár, hogy elkészüljön az a rendszer, amely az adatok elemzését végzi majd. Ezt a Pennsylvaniai Egyetem kutatói fejlesztik, és ugyanazon a technológián alapul, amellyel a CERN Nagy Hadronütköztetőjében érzékelik a részecskeütközéses eseményeket.

Ha minden elkészül, Guardincerri két detektort szerel fel a kupolára, egyet kívülre, egyet belülre. Ezek egy hónapig gyűjtik az adatokat, majd két méterrel odébb helyezik őket, megismételve a méréseket, mielőtt újra áthelyeznék az érzékelőket. Így lassan a teljes kettős kupolafal átvilágításra kerül, és remélhetőleg végre fény derül arra, hogyan és hol erősítette meg a titkolózó eredeti alkotó építményét.