Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

Warum Neutrinos wichtig sind – Sílvia Bravo Gallart

Übersetzung: Sarah Calek Lektorat: Nadine Hennig

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

Sie sind überall, aber nie zu sehen.

Trillions of them are flying through you right this second,

Billionen fliegen jetzt gerade durch dich hindurch,

but you can't feel them.

aber du kannst sie nicht fühlen.

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

Diese Geisterteilchen heißen Neutrinos.

Wenn wir sie einfangen können,

they can tell us about the furthest reaches

erzählen sie uns etwas über die entferntesten Teile

and most extreme environments of the universe.

und die extremsten Umgebungen des Universums.

Neutrinos are elementary particles,

Neutrinos sind Elementarteilchen,

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

das heißt, sie sind nicht weiter in andere Partikel teilbar wie Atome.

Elementary particles are the smallest known building blocks

Elementarteilchen sind die kleinsten bekannten Bausteine,

of everything in the universe,

aus denen alles im Universum besteht,

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

und Neutrinos gehören zu den kleinsten der kleinen.

A million times less massive than an electron,

Mit einem Millionstel der Masse eines Elektrons

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

durchfliegen Neutrinos die Materie, ohne dass Magnetfelder sie beeinflussen.

In fact, they hardly ever interact with anything.

Tatsächlich reagieren sie kaum auf irgendetwas.

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

Das bedeutet, dass sie geradeaus durchs Universum fliegen können,

for millions, or even billions, of years,

mehrere Millionen oder sogar Milliarden Jahre lang,

safely carrying information about where they came from.

voller Informationen über ihre Herkunft.

So where do they come from?

Wo kommen sie eigentlich her?

Pretty much everywhere.

Von so ziemlich überall.

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

Sie werden in deinem Körper erzeugt, wenn radioaktives Kalium zerfällt.

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

Kosmische Strahlung, die in der Erdatmosphäre auf Atome trifft,

create showers of them.

erzeugt ganze Neutrinoschauer.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

Sie entstehen bei Kernreaktionen im Inneren der Sonne

and by radioactive decay inside the Earth.

und durch den radioaktiven Zerfall im Erdinneren.

And we can generate them in nuclear reactors

Wir können sie auch in Atomkraftwerken

and particle accelerators.

und Teilchenbeschleunigern erzeugen.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

Aber die energiereichsten Neutrinos entstehen weit weg im All,

in environments that we know very little about.

in Gegenden, über die wir nur sehr wenig wissen.

Something out there, maybe supermassive black holes,

Irgendetwas da draußen, vielleicht supermassive schwarze Löcher

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

oder eine Art Weltraumdynamo, den wir noch nicht entdeckt haben,

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

beschleunigt die kosmische Strahlung so sehr, dass sie die millionenfache Menge

than anything human-built accelerators have achieved.

an Energie haben, die von bisher gebauten Beschleunigern je erreicht wurde.

These cosmic rays, most of which are protons,

Diese kosmische Strahlung, zum größten Teil Protonen,

interact violently with the matter and radiation around them,

reagiert heftig auf umgebende Materie und Strahlung,

producing high-energy neutrinos,

wobei energiereiche Neutrinos entstehen,

which propagate out like cosmic breadcrumbs

die sich wie kosmische Brotkrümel weiter verbreiten

that can tell us about the locations

und uns Informationen zur Position

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

und zum Inneren der größten kosmischen Energiequellen des Universums geben.

That is, if we can catch them.

Zumindest, wenn wir sie einfangen können.

Neutrinos' limited interactions with other matter

Dass Neutrinos kaum mit anderer Materie interagieren,

might make them great messengers,

mag sie zu genialen Boten machen,

but it also makes them extremely hard to detect.

aber es macht es auch sehr schwer, sie aufzuspüren.

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

Eine Methode ist, eine große Menge an reinen, transparenten Material zu nutzen

and wait for a neutrino to reveal itself

und zu warten, bis sich ein Neutrino verrät,

by colliding with the nucleus of an atom.

wenn es auf einen Atomkern trifft.

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

Das passiert in der Antarktis, am Südpol -- am "IceCube",

the world's largest neutrino telescope.

dem weltweit größten Neutrinoteleskop.

It's set up within a cubic kilometer of ice

Es liegt in einem Kubikkilometer Eis,

that has been purified by the pressure

das durch den Jahrtausende langen Druck

of thousands of years of accumulated ice and snow,

von Eis- und Schneemassen so stark gereinigt wurde,

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

dass es nun zu den reinsten Festkörpern der Erde gehört.

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

Obwohl es mit über 5 000 Sensoren in Bohrlöchern gespickt ist,

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

hinterlassen die wenigsten durch IceCube hindurchrasenden Neutrinos je eine Spur.

But about ten times a year,

Aber ungefähr zehnmal im Jahr

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

kollidiert ein einziges energiereiches Neutrino mit einem Eismolekül,

shooting off sparks of charged subatomic particles

sodass Funken aus subatomaren Partikeln versprüht werden,

that travel faster through the ice than light does.

die schneller als Licht durch das Eis schießen,

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

ähnlich wie ein Düsenjet beim Durchbrechen der Schallmauer

produces a sonic boom,

einen Überschallknall erzeugt,

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

erzeugen diese superhellen, geladenen Partikel einen Kegel aus blauem Licht,

kind of a photonic boom.

fast wie einen Überlichtknall.

This light spreads through IceCube,

Dieses Licht wird in IceCube gestreut

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

und trifft in über 1 600 Metern unter der Oberfläche auf einige Sensoren.

Photomultiplier tubes amplify the signal,

Lichtverstärkerröhren verstärken das Signal,

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

welches Informationen über die Wege und Energien des geladenen Partikels enthält.

The data are beamed to astrophysicists around the world

Die Daten werden an Astrophysiker in aller Welt gesendet.

who look at the patterns of light

Sie sehen sich die Lichtmuster an,

for clues about the neutrinos that produced them.

um Hinweise auf die Neutrinos zu erhalten, die sie produziert haben.

These super energetic collisions are so rare

Die hochenergetischen Kollisionen sind so selten,

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

dass die Wissenschaftler am IceCube den Neutrinos Spitznamen geben,

like Big Bird and Dr. Strangepork.

z.B. "Big Bird" [Bibo] oder "Dr. Strangepork" [Dr. Speckschwarte].

IceCube has already observed

Am IceCube wurden schon

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

die energiereichsten kosmischen Neutrinos aller Zeiten beobachtet.

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

Die aufgespürten Neutrinos könnten uns die Quelle der kosmischen Strahlung

and how they reached such extreme energies.

und den Grund für die extrem hohen Energien verraten --

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

Licht, von Infrarot- über Röntgen- bis hin zu Gammastrahlung,

has given us increasingly energetic

hat uns immer energiereichere

and continuously surprising views of the universe.

und ständig überraschende Einblicke ins Universum ermöglicht.

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

Das Neutrinozeitalter der Astronomie ist angebrochen,

and we have no idea what revelations IceCube

und niemand weiß, welche Entdeckungen zu den heftigsten,

and other neutrino telescopes may bring us

energiereichsten Phänomenen des Universums

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

uns mit IceCube und anderen Neutrinoteleskopen noch bevorstehen.