Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

لماذا النيوترينوات مهمة - سيلفيا برافو جالارت

المترجم: Ahmed Mohamed المدقّق: Hani Eldalees

They're everywhere, but you will never see one.

أنهم بكل مكان، ولكنك من المستحيل أن ترى أحدهم.

تريليونات منهم يعبروا خلالك في هذه الثانية،

Trillions of them are flying through you right this second,

but you can't feel them.

ولكن لا يمكنك الشعور بهم.

These ghost particles are called neutrinos and if we can catch them,

هذه الجسيمات الخفية تسمى "النيوترينوات" وإن استطعنا الإمساك بهم،

they can tell us about the furthest reaches

يمكنهم أن يخبرونا عن أبعد الأماكن

and most extreme environments of the universe.

وأكثر البيئات تطرفًا في الكون.

النيوترينوات جسيمات أولية،

Neutrinos are elementary particles,

meaning that they can't be subdivided into other particles the way atoms can.

بمعنى أنهم لا يمكن أن ينقسموا إلى جسيمات أكثر صغرًا كالذرات.

Elementary particles are the smallest known building blocks

الجسيمات الأولية هم أصغر مكونات البناء المعروفة

of everything in the universe,

لكل شيء في الكون،

and the neutrino is one of the smallest of the small.

والنيوترينو هو أحد أصغر الصغار.

A million times less massive than an electron,

أصغر بمقدار مليون مرة من الإلكترون،

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

النيوترينو يتحرك بسهولة خلال المادة، غير متأثر بالمجالات المغناطيسية.

In fact, they hardly ever interact with anything.

وفي الواقع، إنهم بالكاد يتفاعلوا مع أي شيء.

That means that they can travel through the universe in a straight line

وهذا يعني أنهم يمكنهم السفر عبر الكون في خط مستقيم

for millions, or even billions, of years,

لملايين، أوحتى لمليارات السنين،

safely carrying information about where they came from.

حاملين معلومات عن المكان الذين آتوا منه بأمان.

So where do they come from?

إذًا من أين آتوا؟

Pretty much everywhere.

من كل مكان تقريبًا.

They're produced in your body from the radioactive decay of potassium.

فهم يُنتَجوا بداخل جسمك من التحلل الإشعاعي للبوتاسيوم.

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

تصادم الأشعة الكونية مع ذرات الغلاف الجوي للأرض

create showers of them.

ينتج أمطارًا منهم.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

يُنتَجوا من التفاعلات النووية بداخل الشمس

and by radioactive decay inside the Earth.

ومن التحلل الإشعاعي بداخل الأرض.

And we can generate them in nuclear reactors

كما يمكننا توليدهم في المفاعلات النووية

and particle accelerators.

ومسارعات الجسيمات.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

ولكن أكثر النيوترينوات طاقة ولِدوا في الفضاء البعيد

in environments that we know very little about.

في البيئات التي لا نعرف عنها سوى القليل.

Something out there, maybe supermassive black holes,

في مكان ما هناك، ربما ثقب أسود ضخم،

or maybe some cosmic dynamo we've yet to discover,

أوربما محرك كوني لم نكتشفه بعد،

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

تتسارع الأشعة الكونية لمستويات من الطاقة أكبر مليون مرة

than anything human-built accelerators have achieved.

من التي وصل إليها أي مسارع بناه البشر.

تلك الأشعة الكونية، والتي يتكون أغلبها من بروتونات،

These cosmic rays, most of which are protons,

interact violently with the matter and radiation around them,

تتفاعل وبعنف مع المادة والإشعاع من حولها،

producing high-energy neutrinos,

منتجة نيوترينوات عالية الطاقة،

which propagate out like cosmic breadcrumbs

والتي تنتشر كفتات خبز كوني

that can tell us about the locations

من الممكن أن تخبرنا عن مواقع

and interiors of the universe's most powerful cosmic engines.

وطبيعة أكثر المحركات الكونية قوة.

That is, if we can catch them.

هذا إن استطعنا الإمساك بهم.

Neutrinos' limited interactions with other matter

تفاعل النيوترينوات المحدود مع المواد الأخرى

might make them great messengers,

من الممكن أن يجعلهم رُسل جيدون،

but it also makes them extremely hard to detect.

ولكن يجعلهم أيضًا من الصعب الكشف عنهم.

One way to do so is to put a huge volume of pure transparent material in their path

أحدى الطرق لعمل ذلك هي وضع حجم كبير من مادة نقية وشفافة في طريقهم

and wait for a neutrino to reveal itself

وانتظار النيوترينو ليكشف عن نفسه

by colliding with the nucleus of an atom.

عن طريق الاصطدام بنواة ذرة.

That's what's happening in Antarctica at IceCube,

هذا ما يحدث في انتركتيكا في أيسكيوب،

the world's largest neutrino telescope.

أكبر تلسكوب للنيوترينو في العالم.

It's set up within a cubic kilometer of ice

فهو مبني على كيلومتر مكعب من الثلج

that has been purified by the pressure

والذي تمت تنقيته عن طريق ضغط

of thousands of years of accumulated ice and snow,

تراكم آلاف السنين من الثلج والجليد،

to the point where it's one of the clearest solids on Earth.

لدرجة أنه أحد أنقى المواد الصلبة على وجه الأرض.

And even though it's shot through with boreholes holding over 5,000 detectors,

وعلى الرغم من أنه تم ثقبه ليحمل بداخله أكثر من 5000 مستشعر،

most of the cosmic neutrinos racing through IceCube will never leave a trace.

فأغلب النيوترينوات الكونية التي تعبر خلال آيسكيوب لن تترك أدنى أثر.

But about ten times a year,

ولكن حوالي عشر مرات سنويًا،

a single high-energy neutrino collides with a molecule of ice,

يصطدم نيوترينو واحد عالي الطاقة مع جزيء ثلج،

shooting off sparks of charged subatomic particles

مطلقًا شرارات من جسيمات مشحونة تحت ذرية

that travel faster through the ice than light does.

والتي تعبر خلال الثلج أسرع من الضوء.

In a similar way to how a jet that exceeds the speed of sound

وبنفس الطريقة التي تتعدى بها طائرة سرعة الصوت

produces a sonic boom,

وتولد دوي صوتي،

these superluminal charged particles leave behind a cone of blue light,

تلك الجسيمات المشحونة الأسرع من الضوء تترك خلفها مخروط من الضوء الأزرق،

kind of a photonic boom.

كمثل الدوي الضوئي.

This light spreads through IceCube,

ينتشر هذا الضوء خلال آيسكيوب،

hitting some of its detectors located over a mile beneath the surface.

صادمًا بعضًا من مستشعراته التي تقع على عمق أكثر من ميلًا تحت السطح.

Photomultiplier tubes amplify the signal,

تضخم الأنابيب مضاعفة الضوء الأشارة،

which contains information about the charged particles' paths and energies.

والتي تحتوي معلومات عن مسارات الجسيمات المشحونة وطاقتها.

The data are beamed to astrophysicists around the world

تُبث البيانات إلى علماء الفضاء حول العالم

who look at the patterns of light

والذين يراقبون أنماط الضوء

for clues about the neutrinos that produced them.

بحثًا عن دلالات عن النيوترينوات اللاتي أنتجتهم.

These super energetic collisions are so rare

تلك الاصطدامات فائقة الطاقة نادرة للغاية

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

لدرجة أن العلماء في آيسكيوب يطلقون على كل نيوترينو أسمًا مستعار،

like Big Bird and Dr. Strangepork.

مثل بيج بيرد و دكتور سترانجبورك.

IceCube has already observed

قد قام آيسكيوب بملاحظة

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

أعلى النيوترينوات الكونية طاقة على الإطلاق.

The neutrinos it detects should finally tell us where cosmic rays come from

النيوترينُات التي يتم رصدها يجب أن تخبرنا أخيرًا من أين تأتي الأشعة الكونية

and how they reached such extreme energies.

وكيفية وصولها لتلك الطاقات العالية.

Light, from infrared, to x-rays, to gamma rays,

الضوء، من الأشعة تحت الحمراء، إلى أشعة أكس، إلى أشعة جاما،

has given us increasingly energetic

أمدونا بمشاهد متزايدة في الطاقة

and continuously surprising views of the universe.

ومُفاجئة باستمرار عن الكون.

We are now at the dawn of the age of neutrino astronomy,

نحن الآن في فجر عصر فضاء النيوترينو

and we have no idea what revelations IceCube

وليس لدينا أدنى فكرة عما سيكشف لنا آيسكيوب

and other neutrino telescopes may bring us

وتليسكوبات النيوترينُات الأُخر

about the universe's most violent, most energetic phenomena.

عن أكثر ظواهر الكون عنفًا وطاقة.