Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers

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

הם בכל מקום, אבל לעולם לא תראו אותם.

Trillions of them are flying through you right this second,

טריליונים מהם עפים דרככם ממש בשניה זו.

but you can't feel them.

אבל אתם לא יכולים להרגיש אותם.

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

חלקיקי הרפאים האלה נקראים ניוטרינו ואם נוכל לתפוס אותם,

they can tell us about the furthest reaches

הם יוכלו לספר לנו על המקומות

and most extreme environments of the universe.

הרחוקים ביותר והסביבות הכי קיצוניות ביקום.

Neutrinos are elementary particles,

ניוטרינו הם חלקיקים אלמנטריים,

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

מה שאומר שהם לא יכולים להיות מחולקים לחלקיקים אחרים כמו שאטומים יכולים.

Elementary particles are the smallest known building blocks

חלקיקים אלמנטריים הם אבני הבניין הידועות הקטנות ביותר

of everything in the universe,

של כל דבר ביקום,

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

והניוטרינו הוא אחד הקטנים שבהם.

A million times less massive than an electron,

פי מליון פחות מסיבי מאלקטרון,

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

ניוטרינו יכולים לעוף בקלות דרך חומר, לא משופעים משדות מגנטיים.

In fact, they hardly ever interact with anything.

למעשה, הם כמעט אף פעם לא באינטראקציה עם שום דבר.

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

זה אומר שהם יכולים לעבור דרך היקום בקו ישר

for millions, or even billions, of years,

במשך מליוני ואפילו מיליארדי שנים.

safely carrying information about where they came from.

נושאים בבטחון מידע על המקום ממנו הגיעו.

So where do they come from?

אז מאיפה הם מגיעים?

Pretty much everywhere.

פחות או יותר מכל מקום.

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

הם נוצרים בגוף שלכם מהתפרקות הרדיואקטיבית של סידן.

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

קרניים קוסמיות פוגעות באטומים באטמוספירת כדור הארץ

create showers of them.

ויוצרת ממטרים שלהם.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

הם נוצרים על ידי תגובות גרעיניות בתוך השמש

and by radioactive decay inside the Earth.

ועל ידי התפרקות רדיואקטיבית בתוך כדור הארץ.

And we can generate them in nuclear reactors

ואנחנו יכולים לייצר אותם בכורים גרעיניים

and particle accelerators.

ומאיצי חלקיקים.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

אבל הניוטרינו בעלי האנרגיה הגבוהה ביותר נולדים רחוק בחלל

in environments that we know very little about.

בסביבה שאנחנו יודעים מעט מאוד עליה.

Something out there, maybe supermassive black holes,

משהו שם בחוץ, אולי חורים שחורים סופר מסיביים,

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

או אולי דינמו קוסמי שעדיין לא גילינו,

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

מאיצים קרניים קוסמיות לאנרגיות גדולות פי מליון

than anything human-built accelerators have achieved.

מכל מה שמאיץ אנושי אי פעם הגיע אליו.

These cosmic rays, most of which are protons,

הקרניים הקוסמיות האלו, שרובן עשויות פרוטונים,

interact violently with the matter and radiation around them,

פועלות באלימות עם חומר וקרינה סביבן,

producing high-energy neutrinos,

יוצרות ניוטרינו באנרגיות גבוהות,

which propagate out like cosmic breadcrumbs

שמתפזרים כמו פרורים קוסמיים

that can tell us about the locations

שיכולים לספר לנו על המיקומים

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

והתוכן של המנועים הקוסמיים החזקים ביותר של היקום.

That is, if we can catch them.

זה כמובן, אם נוכל לתפוס אותם.

Neutrinos' limited interactions with other matter

התגובה המועטה של ניוטרינו עם חומרים אחרים

might make them great messengers,

אולי תהפוך אותם לשליחים מעולים,

but it also makes them extremely hard to detect.

אבל זה גם הופך אותם לקשים מאוד לגילוי.

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

דרך אחת לעשות זאת היא לשים נפח גדול של חומר שקוף טהור בדרכם

and wait for a neutrino to reveal itself

ולחכות שהניוטרינו יגלה את עצמו

by colliding with the nucleus of an atom.

על ידי התנגשות עם גלעין של אטום.

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

זה מה שקורה באנטארטיקה באייסקיוב,

the world's largest neutrino telescope.

טלסקופ הניוטרינו הגדול בעולם,

It's set up within a cubic kilometer of ice

הוא בנוי מקילומטר מעוקב של קרח

that has been purified by the pressure

שטוהר על ידי הלחץ

of thousands of years of accumulated ice and snow,

של אלפי שנים של קרח ושלג מצטברים,

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

לנקודה בה הוא אחד המוצקים הכי צלולים בעולם.

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

ואפילו שהוא מלא בחורים שמחזיקים יותר מ 5,000 גלאים,

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

רוב הניוטרינו הקוסמיים שעוברים דרך אייסקיוב לעולם לא ישאירו סימן.

But about ten times a year,

אבל בערך עשר פעמים בשנה,

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

ניוטריו יחיד בעל אנרגיה גבוהה מתנגש עם מולקולה של קרח.

shooting off sparks of charged subatomic particles

יורה ניצוצות של חלקיקים תת אטומיים טעונים

that travel faster through the ice than light does.

שעפים מהר יותר דרך הקרח מאור.

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

בדרך דומה לאיך שמטוס סילון עובר את מהירות הקול

produces a sonic boom,

ויוצר בום על קולי,

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

החלקיקים הטעונים הסופר מאירים משאירים חרוט של אור כחול,

kind of a photonic boom.

סוג של בום פוטוני.

This light spreads through IceCube,

האור הזה מתפשט דרך אייסקיוב,

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

פוגע בכמה מהגלאים שממוקמים קילומטר וחצי מתחת לפני השטח.

Photomultiplier tubes amplify the signal,

שפופרות מכפילות אור מגבירות את האות,

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

שמכיל מידע על נתיבי החלקיקים הטעונים והאנרגיות.

The data are beamed to astrophysicists around the world

המידע נשלח לאסטרופיזיקאים מסביב לעולם

who look at the patterns of light

שמביטים בתבניות של האור

for clues about the neutrinos that produced them.

לרמזים על הניוטרינו שיצרו אותם.

These super energetic collisions are so rare

ההתנגשויות הסופר אנרגטיות כל כך נדירות

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

שמדעני אייסקיוב נותנים לכל ניוטרינו שם חיבה,

like Big Bird and Dr. Strangepork.

כמו ביג בירד ודוקטור סטריינג'פורק.

IceCube has already observed

אייסקיוב כבר זיהה

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

את הניוטרינו בעל האנרגיה הקוסמית הגבוהה ביותר שאי פעם נצפה.

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

הניוטרינו שהוא מזהה צריכים סוף סוף לספר לנו מהיכן מגיעות קרניים קוסמיות

and how they reached such extreme energies.

ואיך הן הגיעו לכאלו אנרגיות גבוהות.

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

אור, מאינפרה אדום לקרני X, לקרני גאמה,

has given us increasingly energetic

נתן לנו ברציפות נקודות מבט אנרגטיות יותר

and continuously surprising views of the universe.

ומפתיעות יותר של היקום.

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

אנחנו עכשיו בשחר העידן של אסטרונומיית ניוטרינו,

and we have no idea what revelations IceCube

ואין לנו מושג מה התגליות של אייסקיוב

and other neutrino telescopes may bring us

וטלסקפי ניוטרינו אחרים יביאו לנו

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

בנוגע לתופעות הכי אלימות ואנרגטיות של היקום.