Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

번역: yeonho kim 검토: JY Kang

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

그것들은 어디에나 있지만, 여러분은 절대 볼 수 없습니다.

Trillions of them are flying through you right this second,

그것들은 수 조에 달하는 엄청난 양으로 여러분에게 순식간에 날아 들어오지만

but you can't feel them.

그것들을 느끼지 못하죠.

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

이 유령같은 입자를 '중성미자'라고 하며, 그걸 잡아낼 수만 있다면

they can tell us about the furthest reaches

그것들은 우주의 가장 먼 곳,

and most extreme environments of the universe.

가장 극한 환경에 대해 우리에게 알려줄 것입니다.

Neutrinos are elementary particles,

중성미자는 소립자입니다.

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

즉, 그들이 원자처럼 다른 입자로 나누어질 수 없음을 의미하죠.

Elementary particles are the smallest known building blocks

소립자는 우주의 모든 것을 이루는 구성요소들 중에서

of everything in the universe,

가장 작은 것으로 알려져 있습니다.

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

그리고 중성미자는 그 중에서도 가장 작은 것입니다.

A million times less massive than an electron,

전자보다 백만 배 작고,

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

중성미자들은 물질을 쉽게 통과하며, 자기장의 영향도 받지 않습니다.

In fact, they hardly ever interact with anything.

사실 그들은 어떤 것과도 거의 상호작용을 하지 않죠.

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

즉, 그들은 우주 속을 직선으로 여행할 수 있음을 의미합니다.

for millions, or even billions, of years,

수 백만년 또는 수십억년 동안

safely carrying information about where they came from.

그것들이 출발한 곳의 정보가 안전하게 운반되어 옵니다.

So where do they come from?

그렇다면 그것들은 어디에서 셩겨날까요?

Pretty much everywhere.

곳곳 어디에서나 생겨납니다.

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

여러분의 몸속에서 칼륨이 방사성 붕괴할 때도 만들어지죠.

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

우주선이 지구 대기의 원자와 충돌할 때

create showers of them.

소나기처럼 만들어지기도 합니다.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

그들은 태양 내부의 핵반응으로부터 만들어지기도 하고,

and by radioactive decay inside the Earth.

지구 내부의 방사성 붕괴를 통해서도 만들어지죠.

And we can generate them in nuclear reactors

그리고 우리는 그것들을 핵원자로와

and particle accelerators.

입자가속기로 만들어낼 수도 있습니다.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

그러나 고에너지 중성미자는 우리가 거의 알지 못하는

in environments that we know very little about.

먼 우주에서 탄생합니다.

Something out there, maybe supermassive black holes,

그 곳에는 어쩌면 거대 질량의 블랙홀이 있을 지도 모르고,

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

우리가 아직 발견하지 못한 우주 발전기들이 존재해서

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

인간이 만든 그 어떤 입자가속기보다

than anything human-built accelerators have achieved.

수 백만배 이상의 에너지를 갖는 우주선을 방출하고 있을 겁니다.

These cosmic rays, most of which are protons,

그 우주선은 대부분 양성자이고,

interact violently with the matter and radiation around them,

그 주변 물질이나 방사선과 격렬한 상호작용을 일으켜

producing high-energy neutrinos,

고에너지 중성미자를 방출하죠.

which propagate out like cosmic breadcrumbs

그 입자들은 마치 우주 빵부스러기처럼 사방으로 흩어져서

that can tell us about the locations

그것들이 시작된 위치와

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

우주에서 가장 강력한 우주엔진의 내부를 우리에게 알려줄 수 있습니다.

That is, if we can catch them.

우리가 그 입자를 잡아낼 수만 있다면 말이죠.

Neutrinos' limited interactions with other matter

중성미자가 다른 물질과 제한적으로 상호작용하는 특징은

might make them great messengers,

뛰어난 전달자로 만들기도 하지만,

but it also makes them extremely hard to detect.

감지해내기도 극히 어렵게 합니다.

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

감지해내는 유일한 방법은 그 경로에 거대한 순수 투명물질을 두고

and wait for a neutrino to reveal itself

원자핵과 충돌할 때

by colliding with the nucleus of an atom.

중성미자 스스로 드러나기를 기다리는 것입니다.

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

그것이 바로 남극에 위치한 세계에서 가장 큰 중성미자 망원경인

the world's largest neutrino telescope.

'아이스큐브'가 하는 일입니다.

It's set up within a cubic kilometer of ice

이 망원경은 1입방 킬로미터의 얼음으로 구성되어 있고,

that has been purified by the pressure

그 얼음은 수 천년 동안

of thousands of years of accumulated ice and snow,

쌓인 얼음과 눈의 압력으로 정제되어

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

지구상에서 가장 깨끗한 고체가 된 것입니다.

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

5천개 이상의 탐지기를 가진 시추공을 통해서

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

아이스큐브를 통과하는 중성미자 대부분은 그 흔적을 거의 남기지 않습니다.

But about ten times a year,

그러나 1년에 약 10번 정도

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

고에너지 중성미자 하나가 얼음 분자와 충돌하여

shooting off sparks of charged subatomic particles

빛 보다 빠른 속도로 얼음을 통과하는

that travel faster through the ice than light does.

전하를 띄는 아원자 입자의 불꽃을 방출합니다.

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

제트기가 음속을 넘어설 때 충격파음이 만들어지는 것과

produces a sonic boom,

비슷한 원리죠.

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

이 초광속의 하전입자는 영상학적 충격파라 할 수 있는

kind of a photonic boom.

원뿔형의 푸른 빛을 남기고,

This light spreads through IceCube,

그 빛이 아이스큐브 속에서 확산되어

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

표면 아래 1.6km 이상 깊이에 설치된 감지기에 도달하게 됩니다.

Photomultiplier tubes amplify the signal,

그러면 광전자 증폭관을 통해

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

그 하전 입자의 경로와 에너지 정보가 담긴 반응신호를 증폭시키죠.

The data are beamed to astrophysicists around the world

그 데이터는 전세계의 천체물리학자들에게 전송되고,

who look at the patterns of light

그 빛의 패턴을 분석하여

for clues about the neutrinos that produced them.

중성미자 생성에 관한 단서를 찾습니다.

These super energetic collisions are so rare

이런 엄청난 에너지의 충돌은 매우 드물게 일어나서

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

아이스큐브의 과학자들은 각각의 중성미자에

like Big Bird and Dr. Strangepork.

빅버드나 괴짜돼지박사 같은 별명을 붙였습니다.

IceCube has already observed

이미 아이스큐브는 지금까지 본 중

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

가장 높은 에너지의 우주 중성미자를 관찰했습니다. .

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

언젠가는 그 중성미자들이 우주선이 어디에서 왔으며

and how they reached such extreme energies.

어떻게 그 극단적인 에너지 상태가 되었는지를 우리에게 알려 주겠죠.

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

적외선부터 X선, 감마선에 이르는 빛을 통해서

has given us increasingly energetic

더욱 더 역동적이고

and continuously surprising views of the universe.

늘 놀라운 우주의 모습을 보게 됩니다.

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

지금 우리는 중성미자 천문학 시대의 여명기에 있고,

and we have no idea what revelations IceCube

아이스큐브나 다른 중성미자 망원경들이

and other neutrino telescopes may bring us

우주의 가장 격렬하고 가장 역동적인 현상에 대해서

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

무엇을 밝혀낼지는 아직 알 수 없습니다.