Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

L'mportanza dei neutrini - Sílvia Bravo Gallart

Traduttore: Sofia Di Stefano Revisore: Emanuele Francesco Pecora

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

Sono dappertutto, ma non li vedrai mai.

Trillions of them are flying through you right this second,

In miliardi stanno attraversando il tuo corpo in questo preciso istante,

but you can't feel them.

ma non puoi vederli.

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

Queste particelle invisibili si chiamano neutrini e, se potessimo catturarli,

they can tell us about the furthest reaches

ci darebbero informazioni

and most extreme environments of the universe.

sugli ambienti più estremi dell'universo.

Neutrinos are elementary particles,

I neutrini sono particelle elementari,

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

cioè sono inscindibili, a differenza degli atomi.

Elementary particles are the smallest known building blocks

Le particelle elementari sono le più piccole unità

of everything in the universe,

che esistono nell'universo,

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

e il neutrino è il più piccolo di questa famiglia.

A million times less massive than an electron,

Avendo una massa molto inferiore a quella dell'elettrone,

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

i neutrini si muovono nello spazio senza risentire dei campi magnetici.

In fact, they hardly ever interact with anything.

Infatti, non interagiscono con nulla.

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

Ciò significa che possono attraversare l'universo in linea retta

for millions, or even billions, of years,

per milioni o miliardi di anni,

safely carrying information about where they came from.

fornendo informazioni sulla la loro provenienza.

So where do they come from?

Da dove provengono?

Pretty much everywhere.

Da ogni parte.

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

Nel nostro corpo sono prodotti

dalla decomposizione radioattiva del potassio.

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

I raggi che colpiscono gli atomi presenti nell'atmosfera

create showers of them.

creano piogge di neutrini.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

Sono prodotti dalle reazioni nucleari all'interno del sole

and by radioactive decay inside the Earth.

e dal decadimento radioattivo nella Terra.

And we can generate them in nuclear reactors

Possiamo generarli in reattori nucleari

and particle accelerators.

e in acceleratori di particelle.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

Ma i neutrini con maggiore energia sono nati in ambienti lontani

in environments that we know very little about.

di cui sappiamo poco o nulla.

Something out there, maybe supermassive black holes,

Qualcosa là fuori, magari enormi buchi neri,

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

magari qualche dinamo cosmica non ancora scoperta,

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

accelera l'energia dei raggi cosmici un milione di volte più di quanto

than anything human-built accelerators have achieved.

possa fare il più potente degli acceleratori costruiti dall'uomo.

These cosmic rays, most of which are protons,

Questi raggi cosmici, per la maggior parte protoni,

interact violently with the matter and radiation around them,

interagiscono violentemente con la materia e la radiazione che li circonda,

producing high-energy neutrinos,

producendo neutrini ad alta energia,

which propagate out like cosmic breadcrumbs

che si propagano come briciole cosmiche

that can tell us about the locations

in grado di fornire le posizioni

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

e gli interni dei più potenti motori cosmici.

That is, if we can catch them.

Se solo potessimo catturarli!

Neutrinos' limited interactions with other matter

La scarsa interazione dei neutrini con altre sostanze

might make them great messengers,

potrebbero renderli importanti messaggeri,

but it also makes them extremely hard to detect.

ma li rende anche estremamente difficili da rilevare.

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

Una soluzione è mettere un enorme volume di materiale trasparente sul loro percorso

and wait for a neutrino to reveal itself

e aspettare che il neutrino si riveli

by colliding with the nucleus of an atom.

grazie alla collisione con il nucleo di un atomo.

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

Questo è ciò che sta accadendo in Antartide, nell'Ice Cube,

the world's largest neutrino telescope.

il più grande osservatorio di neutrini.

It's set up within a cubic kilometer of ice

È situato in un cubo di ghiaccio chilometrico

that has been purified by the pressure

che è stato purificato dalla pressione

of thousands of years of accumulated ice and snow,

di ghiaccio e neve accumulati in migliaia di anni,

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

al punto che è uno dei solidi più chiari della Terra.

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

Anche se attraversato da pozzi trivellati contenenti oltre 5000 rilevatori,

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

molti dei neutrini cosmici non lasceranno mai alcuna traccia nell'Ice Cube.

But about ten times a year,

Ma una decina di volte l'anno,

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

un singolo neutrino ad alta energia si scontra con una molecola di ghiaccio,

shooting off sparks of charged subatomic particles

sprigionando scintille di particelle subatomiche cariche,

that travel faster through the ice than light does.

che si muovono nel ghiaccio più velocemente della luce.

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

Analogamente ad un jet che supera la velocità del suono

produces a sonic boom,

producendo un boom sonico,

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

queste particelle superluminali lasciano di dietro di sé un cono di luce blu,

kind of a photonic boom.

una specie di boom fotonico.

This light spreads through IceCube,

La luce si diffonde nell'Ice Cube,

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

colpendo alcuni rilevatori situati chilometri in profondità.

Photomultiplier tubes amplify the signal,

Tubi fotomoltiplicatori amplificano il segnale,

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

che contiene informazioni sui percorsi e sulle energie delle particelle cariche.

The data are beamed to astrophysicists around the world

I dati vengono trasmessi agli astrofisici di tutto il mondo,

who look at the patterns of light

che osservano le traiettorie della luce

for clues about the neutrinos that produced them.

per avere indizi sui neutrini che li hanno prodotti.

These super energetic collisions are so rare

Queste forti collisioni energetiche sono così rare

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

che gli scienziati dell'Ice Cube danno un nome a ciascun neutrino,

like Big Bird and Dr. Strangepork.

come Big Bird e Dr. Strangepork.

IceCube has already observed

L'Ice Cube ha già rilevato

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

neutrini cosmici ad altissima energia, mai visti prima.

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

I neutrini rilevati ci diranno finalmente da dove provengono i raggi cosmici

and how they reached such extreme energies.

e come raggiungano energie così estreme.

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

La luce, dai raggi infrarossi ai raggi X fino ai raggi gamma,

has given us increasingly energetic

ci ha fornito finora

and continuously surprising views of the universe.

immagini sorprendenti ed energetiche dell'universo.

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

Ora siamo agli albori dell'era dell'astronomia dei neutrini.

and we have no idea what revelations IceCube

Non possiamo neanche immaginare le rivelazioni che Ice Cube

and other neutrino telescopes may bring us

e altri osservatori di neutrini faranno

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

sui fenomeni più violenti ed energetici dell'universo.