Could we create dark matter? - Rolf Landua

Θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε σκοτεινή ύλη; - Ρολφ Λάντουα

1,411,275 views

2017-08-17 ・ TED-Ed


New videos

Could we create dark matter? - Rolf Landua

Θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε σκοτεινή ύλη; - Ρολφ Λάντουα

1,411,275 views ・ 2017-08-17

TED-Ed


Κάντε διπλό κλικ στους αγγλικούς υπότιτλους παρακάτω για να αναπαραγάγετε το βίντεο.

Μετάφραση: Christina Giannakaki Επιμέλεια: Lucas Kaimaras
00:07
85% of the matter in our universe is a mystery.
0
7319
3620
Το 85% της ύλης του σύμπαντός μας παραμένει ένα μυστήριο.
00:10
We don't know what it's made of, which is why we call it dark matter.
1
10939
4220
Δεν γνωρίζουμε από τι αποτελείται γι' αυτό και το ονομάζουμε σκοτεινή ύλη.
00:15
But we know it's out there because we can observe its gravitational attraction
2
15159
3899
Όμως γνωρίζουμε ότι υπάρχει καθώς παρατηρούμε τη βαρυτική της έλξη
00:19
on galaxies and other celestial objects.
3
19058
3441
σε γαλαξίες και άλλα ουράνια σώματα.
00:22
We've yet to directly observe dark matter,
4
22499
2349
Απομένει να παρατηρήσουμε άμεσα τη σκοτεινή ύλη,
00:24
but scientists theorize that we may actually be able to create it
5
24848
3482
αλλά οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ίσως μπορούμε να τη δημιουργήσουμε
00:28
in the most powerful particle collider in the world.
6
28330
3569
στον ισχυρότερο επιταχυντή σωματιδίων του κόσμου.
00:31
That's the 27 kilometer-long Large Hadron Collider, or LHC,
7
31899
4900
Πρόκειται για τον μήκους 27 χιλιομέτρων Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων ή LHC,
00:36
in Geneva, Switzerland.
8
36799
1721
στη Γενεύη της Ελβετίας.
00:38
So how would that work?
9
38520
1520
Πώς θα γινόταν αυτό;
Στον LHC, δύο δέσμες πρωτονίων κινούνται σε αντίθετη φορά
00:40
In the LHC, two proton beams move in opposite directions
10
40040
4129
00:44
and are accelerated to near the speed of light.
11
44169
3151
κι επιταχύνονται ώστε να πλησιάσουν την ταχύτητα του φωτός.
00:47
At four collision points, the beams cross and protons smash into each other.
12
47320
5073
Σε τέσσερα σημεία σύγκρουσης, οι δέσμες συναντώνται και τα πρωτόνια συγκρούονται.
00:52
Protons are made of much smaller components called quarks and gluons
13
52393
4299
Τα πρωτόνια αποτελούνται από μικρότερα συστατικά, τα κουάρκ και τα γλουόνια.
00:56
In most ordinary collisions, the two protons pass through each other
14
56692
4309
Στις πιο κοινές συγκρούσεις, τα δύο πρωτόνια διαπερνούν το ένα το άλλο
01:01
without any significant outcome.
15
61001
2542
χωρίς κάποιο σημαντικό αποτέλεσμα.
01:03
However, in about one in a million collisions,
16
63543
2730
Ωστόσο, σε περίπου μια στο ένα εκατομμύριο συγκρούσεις
01:06
two components hit each other so violently,
17
66273
2439
τα δύο συστατικά συγκρούονται μεταξύ τους τόσο βίαια
01:08
that most of the collision energy is set free
18
68712
3199
ώστε το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας απελευθερώνεται
01:11
producing thousands of new particles.
19
71911
2523
παράγοντας χιλιάδες νέα σωματίδια.
01:14
It's only in these collisions that very massive particles,
20
74434
2979
Μόνο μέσα από τέτοιες συγκρούσεις, μπορούν να παραχθούν ογκώδη σωματίδια,
01:17
like the theorized dark matter, can be produced.
21
77413
3910
όπως η υποτιθέμενη σκοτεινή ύλη.
01:21
The collision points are surrounded by detectors
22
81323
2670
Τα σημεία σύγκρουσης περιβάλλονται από ανιχνευτές
01:23
containing about 100 million sensors.
23
83993
3182
που περιέχουν περίπου 100 εκατομμύρια αισθητήρες.
01:27
Like huge three-dimensional cameras,
24
87175
2120
Σαν υπερμεγέθεις τρισδιάστατες κάμερες,
01:29
they gather information on those new particles,
25
89295
2370
συλλέγουν πληροφορίες γι' αυτά τα νέα σωματίδια,
01:31
including their trajectory,
26
91665
1408
για την τροχιά τους,
01:33
electrical charge,
27
93073
1387
το ηλεκτρικό τους φορτίο
01:34
and energy.
28
94460
1693
και την ενέργειά τους.
01:36
Once processed, the computers can depict a collision as an image.
29
96153
3583
Κατόπιν επεξεργασίας, οι υπολογιστές αποδίδουν τη σύγκρουση ως εικόνα.
01:39
Each line is the path of a different particle,
30
99736
3209
Κάθε γραμμή αποτελεί την πορεία ενός μεμονωμένου σωματιδίου
01:42
and different types of particles are color-coded.
31
102945
3210
ενώ τα διαφορετικά είδη σωματιδίων έχουν άλλο χρώμα.
01:46
Data from the detectors allows scientists to determine
32
106155
3030
Οι πληροφορίες αυτές επιτρέπουν στους επιστήμονες
να προσδιορίσουν το είδος κάθε σωματιδίου,
01:49
what each of these particles is,
33
109185
2001
01:51
things like photons and electrons.
34
111186
2750
αν π.χ. είναι φωτόνιο ή ηλεκτρόνιο.
01:53
Now, the detectors take snapshots of about a billion of these collisions per second
35
113936
4560
Οι ανιχνευτές τραβούν στιγμιότυπα περίπου ενός δις συγκρούσεων το δευτερόλεπτο
01:58
to find signs of extremely rare massive particles.
36
118496
3920
για να βρουν ίχνη από εξαιρετικά σπάνια ογκώδη σωματίδια.
02:02
To add to the difficulty,
37
122416
1329
Για να γίνει πιο δύσκολο,
02:03
the particles we're looking for may be unstable
38
123745
2951
τα σωματίδια που αναζητούμε μπορεί να είναι ασταθή
02:06
and decay into more familiar particles before reaching the sensors.
39
126696
5121
και να διασπώνται σε πιο γνωστά σωματίδια πριν φτάσουν στους ανιχνευτές.
02:11
Take, for example, the Higgs boson,
40
131817
2301
Για παράδειγμα, το μποζόνιο Χιγκς,
ένα επί μακρόν εικαζόμενο σωματίδιο που δεν παρατηρήθηκε παρά το 2012.
02:14
a long-theorized particle that wasn't observed until 2012.
41
134118
4380
02:18
The odds of a given collision producing a Higgs boson are about one in 10 billion,
42
138498
6160
Οι πιθανότητες μιας δεδομένης σύγκρουσης να παράξει το μποζόνιο Χιγκς
είναι περίπου μια στις 10 δισεκατομμύρια,
02:24
and it only lasts for a tiny fraction of a second
43
144658
2960
και διαρκεί μόνο για ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου
02:27
before decaying.
44
147618
1921
πριν διασπαστεί.
02:29
But scientists developed theoretical models to tell them what to look for.
45
149539
4099
Αλλά οι επιστήμονες ανέπτυξαν θεωρητικά μοντέλα που υποδεικνύουν τι να ερευνηθεί.
02:33
For the Higgs, they thought it would sometimes decay into two photons.
46
153638
4471
Για το Χιγκς πίστευαν ότι κάποιες φορές διασπάται σε δύο φωτόνια.
02:38
So they first examined only the high-energy events
47
158109
3450
Έτσι, αρχικά διερεύνησαν μόνο τα γεγονότα υψηλής ενέργειας
02:41
that included two photons.
48
161559
2009
που περιλάμβαναν δύο φωτόνια.
02:43
But there's a problem here.
49
163568
1872
Αλλά εδώ προκύπτει ένα πρόβλημα.
02:45
There are innumerable particle interactions
50
165440
2280
Υπάρχουν αμέτρητες αλληλεπιδράσεις σωματιδίων
02:47
that can produce two random photons.
51
167720
2460
που μπορούν να παράξουν δύο τυχαία φωτόνια.
02:50
So how do you separate out the Higgs from everything else?
52
170180
3459
Οπότε πώς γίνεται να διαχωρίσουμε το Χιγκς από τα υπόλοιπα;
02:53
The answer is mass.
53
173639
2241
Η απάντηση είναι η μάζα.
02:55
The information gathered by the detectors allows the scientists to go a step back
54
175880
5051
Οι πληροφορίες των ανιχνευτών επιτρέπουν στους επιστήμονες
να κάνουν ένα βήμα πίσω
03:00
and determine the mass of whatever it was that produced two photons.
55
180931
4741
και να προσδιορίσουν τη μάζα αυτού που παρήγαγε τα δύο φωτόνια.
03:05
They put that mass value into a graph
56
185672
2119
Βάζουν την τιμή μάζας σ' ένα γράφημα
03:07
and then repeat the process for all events with two photons.
57
187791
4469
κι επαναλαμβάνουν τη διαδικασία για κάθε συμβάν με δύο φωτόνια.
03:12
The vast majority of these events are just random photon observations,
58
192260
4221
Η συντριπτική πλειοψηφία των γεγονότων αποτελούν τυχαίες παρατηρήσεις φωτονίων,
03:16
what scientists call background events.
59
196481
3621
αυτά που οι επιστήμονες αποκαλούν γεγονότα υποβάθρου.
Αλλά όταν παράγεται ένα μποζόνιο Χιγκς και διασπάται σε δύο φωτόνια,
03:20
But when a Higgs boson is produced and decays into two photons,
60
200102
3930
03:24
the mass always comes out to be the same.
61
204032
3120
η μάζα πάντα προκύπτει να είναι η ίδια.
Συνεπώς, το ενδεικτικό χαρακτηριστικό του μποζονίου Χιγκς
03:27
Therefore, the tell-tale sign of the Higgs boson
62
207152
2570
03:29
would be a little bump sitting on top of the background.
63
209722
3951
θα ήταν ένα μικρό εξόγκωμα στην κορυφή του υποβάθρου.
03:33
It takes billions of observations before a bump like this can appear,
64
213673
3690
Απαιτούνται δισεκατομμύρια παρατηρήσεις για να εμφανιστεί ένα τέτοιο εξόγκωμα,
03:37
and it's only considered a meaningful result
65
217363
2411
και θεωρείται ουσιαστικό αποτέλεσμα
03:39
if that bump becomes significantly higher than the background.
66
219774
4339
μόνο έαν αυτό το εξόγκωμα γίνει σημαντικά ψηλότερο από το υπόβαθρο.
03:44
In the case of the Higgs boson,
67
224113
1981
Στην περίπτωση του μποζονίου Χιγκς,
03:46
the scientists at the LHC announced their groundbreaking result
68
226094
3789
οι επιστήμονες στον LHC ανακοίνωσαν το ρηξικέλευθο αποτέλεσμά τους
03:49
when there was only a one in 3 million chance
69
229883
3092
όταν υπήρχε μόνο μία πιθανότητα προς 3 εκατομμύρια
03:52
this bump could have appeared by a statistical fluke.
70
232975
4070
το εξόγκωμα να οφειλόταν σε σύμπτωση στατιστικής.
Ας επιστρέψουμε όμως στη σκοτεινή ύλη.
03:57
So back to the dark matter.
71
237045
1830
03:58
If the LHC's proton beams have enough energy to produce it,
72
238875
3570
Αν οι δέσμες πρωτονίων του LHC έχουν αρκετή ενέργεια να την παράξουν,
04:02
that's probably an even rarer occurrence than the Higgs boson.
73
242445
4461
τότε πρόκειται για ακόμη πιο σπάνιο γεγονός από το μποζόνιο Χιγκς.
04:06
So it takes quadrillions of collisions combined with theoretical models
74
246906
4020
Έτσι απαιτούνται τετράκις εκατομμύρια συγκρούσεις μαζί με θεωρητικά μοντέλα
04:10
to even start to look.
75
250926
2119
μόνο για την έναρξη της έρευνας.
04:13
That's what the LHC is currently doing.
76
253045
3072
Αυτό κάνει επί του παρόντος ο LHC.
Με την παραγωγή ενός μεγάλου όγκου δεδομένων,
04:16
By generating a mountain of data,
77
256117
1769
04:17
we're hoping to find more tiny bumps in graphs
78
257886
3080
ελπίζουμε να βρούμε περισσότερα μικρά εξογκώματα στα γραφήματα
04:20
that will provide evidence for yet unknown particles, like dark matter.
79
260966
4850
που θα προσφέρουν αποδείξεις για άγνωστα ακόμη σωματίδια, όπως η σκοτεινή ύλη.
04:25
Or maybe what we'll find won't be dark matter,
80
265816
2471
Ή ίσως αυτό που θα βρούμε δεν θα 'ναι σκοτεινή ύλη,
04:28
but something else
81
268287
1188
αλλά κάτι άλλο
04:29
that would reshape our understanding of how the universe works entirely.
82
269475
4513
που θα αναδιαμορφώσει την αντίληψή μας για την λειτουργία του σύμπαντος ριζικά.
04:33
That's part of the fun at this point.
83
273988
2011
Αυτό αποτελεί μέρος της διασκέδασης τώρα.
04:35
We have no idea what we're going to find.
84
275999
2427
Δεν έχουμε ιδέα για το τι πρόκειται ν' ανακαλύψουμε.
Σχετικά με αυτόν τον ιστότοπο

Αυτός ο ιστότοπος θα σας παρουσιάσει βίντεο στο YouTube που είναι χρήσιμα για την εκμάθηση της αγγλικής γλώσσας. Θα δείτε μαθήματα αγγλικών που διδάσκουν κορυφαίοι καθηγητές από όλο τον κόσμο. Κάντε διπλό κλικ στους αγγλικούς υπότιτλους που εμφανίζονται σε κάθε σελίδα βίντεο για να αναπαράγετε το βίντεο από εκεί. Οι υπότιτλοι μετακινούνται συγχρονισμένα με την αναπαραγωγή του βίντεο. Εάν έχετε οποιαδήποτε σχόλια ή αιτήματα, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας χρησιμοποιώντας αυτή τη φόρμα επικοινωνίας.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7