Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

なぜニュートリノは重要なのか － シルビア・ブラボ・ギャラート

翻訳: Tomoyuki Suzuki 校正: Misaki Sato

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

それは どこにでも存在しながら ただの一つも見ることが出来ません

Trillions of them are flying through you right this second,

今この瞬間にも 何兆ものそれが飛び交っているのに

but you can't feel them.

感じることもできません

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

この幽霊の様な粒子はニュートリノといわれ

they can tell us about the furthest reaches

これを捕捉できたら 宇宙の遥か届かぬところにある

and most extreme environments of the universe.

もっとも極限的な環境ついて 知ることができます

Neutrinos are elementary particles,

ニュートリノは素粒子 つまり

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

原子と異なり これ以上 他の粒子に分割することができません

Elementary particles are the smallest known building blocks

素粒子とは宇宙万物を構成する

of everything in the universe,

最も小さな要素です

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

ニュートリノは その中でも 最も小さいものの一つです

A million times less massive than an electron,

電子よりも百万分の１ほど軽く

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

磁場の影響を受けず 物質を簡単にすり抜けてしまいます

In fact, they hardly ever interact with anything.

実際 どんなものとも 殆ど相互作用をしません

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

つまり 何百万年も それどころか何十億年もの間

for millions, or even billions, of years,

宇宙空間を 真っ直ぐに進み

safely carrying information about where they came from.

その由来についての情報を 無傷で運んできます

So where do they come from?

では一体どこから来たのでしょうか？

Pretty much everywhere.

あらゆる場所からやって来ます

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

人の体内でもカリウムの 放射性崩壊によって生成されます

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

宇宙線が地球の大気内の 原子に衝突することによっても

create showers of them.

大量に生成されます

They're produced by nuclear reactions inside the sun

太陽の内部における核反応や

and by radioactive decay inside the Earth.

地球内部での放射性崩壊によっても 生成されています

And we can generate them in nuclear reactors

原子炉や

and particle accelerators.

粒子加速器で作り出すこともできます

But the highest energy neutrinos are born far out in space

しかし 最も高いエネルギーを持った ニュートリノは

in environments that we know very little about.

遠い宇宙の 我々の知識が 及ばぬ環境で生み出されています

Something out there, maybe supermassive black holes,

そこには 異常な質量をもった ブラックホールとか

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

未発見の発電機のような 宇宙の仕組みが あって

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

これまでに人類が編み出した加速器の

than anything human-built accelerators have achieved.

百万倍以上のエネルギーで 宇宙線を加速しているのかも知れません

These cosmic rays, most of which are protons,

このような宇宙線の大半は陽子で

interact violently with the matter and radiation around them,

物質と激しく相互作用し 放射線を周囲に放出するとともに

producing high-energy neutrinos,

高エネルギー・ニュートリノを生成し

which propagate out like cosmic breadcrumbs

これが まるで宇宙のパンくずの様に まき散らされ

that can tell us about the locations

それがどこから来たのか そして

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

最強のエネルギーを産み出している 宇宙の内部について知ることができます

That is, if we can catch them.

ニュートリノを捉えることが 出来たらの話です

Neutrinos' limited interactions with other matter

他の物質と殆ど反応しないおかげで

might make them great messengers,

素晴らしいメッセンジャーと なり得るのですが

but it also makes them extremely hard to detect.

このことが検出をとても難しくしています

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

検出方法の一つは その通り道に 透明な水を大量に配置し

and wait for a neutrino to reveal itself

原子核との衝突によって

by colliding with the nucleus of an atom.

正体をさらけ出すところを 待ち受けるのです

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

こんなことが 南極に設置された

the world's largest neutrino telescope.

世界最大のニュートリノ望遠鏡 IceCubeによって行われています

It's set up within a cubic kilometer of ice

これは１立方Kmの氷の中に 設置されています

that has been purified by the pressure

氷と雪が数千年の時間をかけて

of thousands of years of accumulated ice and snow,

積み重なることで純度が高められ

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

地球上で最も純度の高い 固体となっています

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

そこに穴をあけて ５千もの検出器を配置しても

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

殆どの宇宙線ニュートリノは氷を勢いよく 通り抜けIceCubeに痕跡を全く残しません

But about ten times a year,

しかし１年におよそ10回だけ

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

高エネルギーをもった単体の ニュートリノが氷の１分子と衝突し

shooting off sparks of charged subatomic particles

電荷を持った亜原子粒子を 解き放ちます

that travel faster through the ice than light does.

これは氷の中では光よりも 速く進みます

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

超音速で進むジェット機が

produces a sonic boom,

衝撃波の爆発音を発生させるのと同様に

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

荷電した超高速の粒子は 円錐状の青白い光を残します

kind of a photonic boom.

光の衝撃波といえるでしょう

This light spreads through IceCube,

この光はIceCube内で広がり

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

地下約２Kmに設置された 検出器によって捉えられます

Photomultiplier tubes amplify the signal,

荷電粒子の経路やエネルギーといった 情報を含んだ信号は

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

光電子増倍管によって強められます

The data are beamed to astrophysicists around the world

データは世界中の天文物理学者へと 発信されます

who look at the patterns of light

彼らは 光のパターンを分析し

for clues about the neutrinos that produced them.

ニュートリノの生成に関する 手がかりを得ようとします

These super energetic collisions are so rare

このような超高エネルギー衝突は 非常に稀なので

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

IceCubeの科学者たちは 一つ一つのニュートリノに

like Big Bird and Dr. Strangepork.

「ビッグバード」とか「ドクター・ ストレンジポーク」などと名前を付けています

IceCube has already observed

IceCubeは 既に

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

最高のエネルギーをもった 宇宙線ニュートリノを観測しています

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

検出されたニュートリノから 宇宙線がどこから来たのか

and how they reached such extreme energies.

そして 高エネルギーに達する仕組みが 解き明かされるに違いありません

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

赤外線からＸ線､ガンマ線に至るまで

has given us increasingly energetic

光がもたらしてきた 宇宙に関する情報は

and continuously surprising views of the universe.

よりパワフルになっていき 常に我々を驚かせてきました

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

今 我々はニュートリノ天文学の 幕開けにいますが

and we have no idea what revelations IceCube

IceCubeや他のニュートリノ望遠鏡が

and other neutrino telescopes may bring us

宇宙で最も激しくパワフルな現象について

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

どのような知見をもたらしてくれるのか 想像もつきません