Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

Translator: Behdad Khazaeli Reviewer: Farnaz Saghafi

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

آنها همه‌ جا هستند، اما هیچوقت نمی‌بینی شان.

Trillions of them are flying through you right this second,

درست همین حالا تریلیون‌ها از آنها هرثانیه از میان شما عبور می‌کنند،

but you can't feel them.

اما آنها را حس نمی‌کنی.

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

این ذرات شبح گونه نوترینو نام دارند و اگر بتوانیم آنها را بگیریم،

they can tell us about the furthest reaches

به ما از دوردست‌ها خبر می‌دهند

and most extreme environments of the universe.

و سخت ترین محیط‌هایی که در جهان وجود دارند.

Neutrinos are elementary particles,

نوترینو‌ها ذراتی بنیادی هستند،

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

یعنی مانند اتم‌ها قابل تقسیم به ذرات دیگری نیستند.

Elementary particles are the smallest known building blocks

ذرات بنیادی کوچکترین ذرات شناخته شده‌

of everything in the universe,

از هرچیزی در جهان هستند،

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

و نوترینو‌ها یکی از کوچکترین آنهاست.

A million times less massive than an electron,

یک میلیون بار کوچکتراز یک الکترون،

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

نوترینوها بسادگی از میان ماده رد می‌شوند، و میدان‌های مغناطیسی رویشان اثر ندارد.

In fact, they hardly ever interact with anything.

در واقع، به سختی با هرچیزی تعامل می‌کنند.

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

و این یعنی می‌توانند کل جهان را در یک خط مستقیم سفر کنند

for millions, or even billions, of years,

برای میلیون‌ها یا حتی میلیارد‌ها سال،

safely carrying information about where they came from.

و در این مدت اطلاعاتی از اینکه از کجا می‌آیند را با خود حمل می کنند.

So where do they come from?

اما آنها از کجا می‌آیند؟

Pretty much everywhere.

تقریبا از همه جا.

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

در بدن شما از تلاشی رادیواکتیو پتاسیم تولید می‌شوند.

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

اشعه‌های کیهانی که به جو زمین برخورد می‌کند

create showers of them.

رگباری از آنها ایجاد می‌کند.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

توسط فعالیت‌های هسته‌ای درون خورشید

and by radioactive decay inside the Earth.

و تلاشی مواد رادیو اکتیو داخل زمین تولید می شوند.

And we can generate them in nuclear reactors

و ما آنها را در راکتور‌های هسته‌ای

and particle accelerators.

و شتاب دهنده های ذرات تولید می‌کنیم.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

اما پر انرژی ترین نوترینو‌ها در دورترین نقاط فضا متولد می‌شوند

in environments that we know very little about.

در محل‌هایی که چیز زیادی در باره‌شان نمی‌دانیم.

Something out there, maybe supermassive black holes,

چیز‌هایی در اون دورها، شاید سیاه چاله های عظیم،

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

یا یک مولد کیهانی که هنوز کشف نشده،

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

اشعه‌های کیهانی را تا انرژی‌هایی یک میلیون بار بیشتر

than anything human-built accelerators have achieved.

از هرچیزی که شتاب دهنده‌های ما تولید می‌کنند می‌رساند.

These cosmic rays, most of which are protons,

این اشعه‌های کیهانی، که بیشترشان پروتون‌ها هستند،

interact violently with the matter and radiation around them,

به شدت با ماده و تشعشعات اطراف آن واکنش می‌کنند،

producing high-energy neutrinos,

و نوترینو‌های پر انرژی ایجاد می‌کنند،

which propagate out like cosmic breadcrumbs

که مانند خرده نان‌های کیهانی اتنقال می یابند

that can tell us about the locations

که می‌توانیم محل

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

و وضعیت درونی قدرتمند‌ترین موتور‌های کیهانی را بفهمیم.

That is, if we can catch them.

و این درصورتی است که بتوانیم آنها را بگیریم.

Neutrinos' limited interactions with other matter

تعامل محدود نوترینو‌ها با دیگر مواد

might make them great messengers,

از آنها پیام آورانی بسیارمناسب می‌سازد،

but it also makes them extremely hard to detect.

اما در عین حال آشکار سازیشان را هم سخت می‌کند.

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

یک راه آن قرار دادن مقدار عظیمی مواد شفاف در مسیرشان

and wait for a neutrino to reveal itself

و منتظر شدن برای

by colliding with the nucleus of an atom.

آنکه در برخورد با هسته یک اتم دیده شوند.

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

این چیزی است که در آیس‌کیوب قطب جنوب اتفاق می‌افتد،

the world's largest neutrino telescope.

بزرگترین تلسکوپ نوترینویی جهان.

It's set up within a cubic kilometer of ice

درون یک کیلومتر مکعب از یخ برپا شده

that has been purified by the pressure

که بخاطر فشار ناشی از

of thousands of years of accumulated ice and snow,

هزاران سال جمع شدن یخ و برف خالص،

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

تا حد یکی از شفاف ترین مواد جامد روی زمین رسیده است.

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

و اگرچه دارای ۵٫۰۰۰ آشکار ساز است که توسط سوراخهایی ثابت شده‌اند،

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

بیشتر نوترینو‌های کیهانی از میان آیس‌کیوب بدون هیچ نشانه‌ای رد می شوند.

But about ten times a year,

اما حدودا ده بار در سال،

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

یک نوترینو پر‌انرژی با یک مولکول یخ برخورد می‌کند،

shooting off sparks of charged subatomic particles

و جرقه‌هایی از ذرات ریز اتمی را پراکنده می‌سازد

that travel faster through the ice than light does.

که سریعتر از نور در یخ حرکت می‌کند.

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

همانطوری که یک هواپیمای جت مافوق صوت در سرعت های بالاتر از صوت

produces a sonic boom,

دیوار صوتی را می‌شکند،

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

این ذرات فوق نورانی در پشت خود مخروطی از نور آبی بجا می‌گذارند،

kind of a photonic boom.

گونه‌ای از دیوار فوتونی.

This light spreads through IceCube,

این نور در میان آیس‌کیوب پخش می شود،

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

و به تعدادی از آشکارساز‌ها که یک مایل زیر یخ قرار دارند برخورد می‌کند.

Photomultiplier tubes amplify the signal,

لوله‌های تشدید کننده نور سیگنال را تقویت می‌کنند،

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

که شامل اطلاعاتی درباره مسیر و انرژی ذرات است.

The data are beamed to astrophysicists around the world

این اطلاعات به اخترفیزیکدانان سراسر جهان ارسال می‌شود

who look at the patterns of light

که به دنبال الگوی نور هستند

for clues about the neutrinos that produced them.

به دنبال نشانه‌هایی از نوترینو‌هایی که آنها را تولید کرده‌اند.

These super energetic collisions are so rare

این برخوردهای پر انرژی آنقدر کمیابند

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

که داشمندان آیس‌کیوب برای هرکدام نامی انتخاب می‌کنند،

like Big Bird and Dr. Strangepork.

مثل "بیگ بیرد" یا دکتر "استرنج‌ پورک".

IceCube has already observed

آیس‌کیوب تا کنون

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

پر انرژی ترین نوترینویی که تا کنون شناسایی شده را دیده است.

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

نوترینو‌هایی که شناسایی می‌شوند نهایتا برای ما منشا اشعه کیهانی را مشخص می‌کنند

and how they reached such extreme energies.

و اینکه چطور به این حد از انرژی رسیده‌اند.

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

نور، از مادون قرمز، تا اشعه ایکس و تشعشع گاما،

has given us increasingly energetic

برای ما تصاویر فزاینده‌ی پر انرژی

and continuously surprising views of the universe.

و مداوما شگفت آور از جهان را ایجاد کرده.

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

اکنون در طلوع عصر اخترشناسی نوترینویی هستیم،

and we have no idea what revelations IceCube

و نمی‌دانیم که چه اسراری را آیس‌کیوب

and other neutrino telescopes may bring us

یا دیگر تلسکوپ‌های نوترینویی

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

ازقوی‌ترین و پرانرژی‌ترین پدیده‌های جهان برایمان آشکار خواهند کرد.