What’s the smallest thing in the universe? - Jonathan Butterworth

Translator: Tun Lin Aung + 1 Reviewer: Mie Cho

နေ့စဉ်သုံးပစ္စည်း တစ်ခုကိုယူပါ။ဥပမာ ကော်ဖီခွက် ဆိုပါစို့။ဒါကို တစ်ဝက် ဝက်ပါ

If you were to take any everyday object, say a coffee cup, and break it in half,

then in half again, and keep carrying on, where would you end up?

ဒါကို ထပ်ပြီး ထပ်ခြမ်း ခြမ်းပါ၊ ဆက်လုပ်သွားရင် ဘယ်မှာ အဆုံးသတ်သွားမှာလဲ

Could you keep on going forever?

ဆက်လုပ်သွားရမှာ ထာ၀ရ လား

Or would you find a set of indivisible building blocks

ဒါမှမဟုတ် ထပ်မံခွဲခြားမရတဲ့ အရာအားလုံးရဲ့ အခြေခံကျတဲ့

out of which everything is made?

အရာတစ်စု ကို ရှာတေွ့သွားမလား

Physicists have found the latter- that matter is made of fundamental particles,

ရူပဗေဒ ပညာရှင်တွေဟာ ရုပ်ဒြပ်ကို စကြ၀ဠာထဲက အသေးဆုံးအရာတွေဖြစ်တဲ့

the smallest things in the universe.

အခြေခံအမှုန်တွေနဲ့ပြုလုပ်ကြောင်း တွေ့ထားပါပြီ။

Particles interact with each other according to a theory called the “Standard Model”.

အမှုန်တွေဟာ Standard Model ခေါ်တဲ့ သဘောအတိုင်း အပြန်အလှန်သက်ရောက်ကြပါတယ်

The Standard Model is a remarkably elegant encapsulation

Standard Model ဟာ ပိုင်းခြားမရနိုင်အောင် အလွန်အင်မတန် သေးငယ်လွန်းတဲ့

of the strange quantum world of indivisible, infinitely small particles.

အမှုန်တွေရဲ့ ထူးဆန်းတဲ့ ကွမ်တမ်လောကကို ထိမိကျစ်လျစ်တဲ့ အတိုချုပ်ဖော်ပြချက်ပါ

It also covers the forces that govern how particles move,

ယင်းက အမှုန်တွေ ရွေလျားပုံ၊ သက်ရောက်ပုံနဲ့ ပေါင်းစည်းပုံဆိုင်ရာ

interact, and bind together to give shape to the world around us.

အားတွေကို ဖော်ပြခြင်းဖြင့် ကျုပ်တို့ရဲ့ကမ္ဘာကို သရုပ်ဖော်ပေးပါတယ်

So how does it work?

၎င်းက ဘယ်လိုအလုပ်လုပ်ပါသလဲ

Zooming in on the fragments of the cup,

ခွက် အစအနလေးကို ချဲ့ကြည့်လိုက်ပါက၊

we see molecules, made of atoms bound up together.

အက်တမ်တွေနဲ့ဖွဲ့စည်းထားတဲ့ မော်လီကျူးတေွ တေွ့ရမှာပါ

A molecule is the smallest unit of any chemical compound.

မော်လီကျူးဆိုတာ ဓာတုဓာတ်ပေါင်းမှန်သမျှရဲ့ အသေးငယ်ဆုံး အစိတ်အပိုင်းပါပဲ

An atom is the smallest unit of any element in the periodic table.

အက်တမ်က periodic table ထဲက ဒြပ်စင် ဟူသမျှရဲ့ အသေးငယ်ဆုံး အစိတ်အပိုင်းပါပဲ

But the atom is not the smallest unit of matter.

ဒါပေမဲ့ အက်တမ်ဆိုတာ ရုပ်ဒြပ်ရဲ့ အသေးဆုံး အစိတ်အပိုင်းတော့ မဟုတ်ပါဘူး

Experiments found that each atom has a tiny, dense nucleus,

အက်တမ်တစ်ခုစီမှာ သေးငယ်၊ သိပ်သည်လွန်းတဲ့ နျူးကလိယပ်ရှိပြီး၊ ၄င်းထက်

surrounded by a cloud of even tinier electrons.

ပိုသေးတဲ့ အီလက်ထရွန်တွေက ဝန်းရံထား ကြောင်းကို စမ်းသပ်ချက်တွေအရ တွေ့ရပါတယ်

The electron is, as far as we know,

အီလက်ထရွန်ဆိုတာ အခုထိ သိရသလောက်တော့

one of the fundamental, indivisible building blocks of the universe.

စကြ၀ဠာရဲ့ အခြေခံကျပြီး၊ ထပ်မံပိုင်းခြား မရတဲ့ အခြေခံအုပ်ချပ်တစ်ခုဖြစ်ပါတယ်

It was the first Standard Model particle ever discovered.

ယင်းက ရှာတွေ့ဖူးသမျှ Standard Model အမှုန်တွေမှာ ဦးဆုံးပါပဲ

Electrons are bound to an atom’s nucleus by electromagnetism.

အီလက်ထရွန်တွေက အက်တမ်ရဲ့ နျူးကလိယပ်ကို လျှပ်စစ်သံလိုက်သဘောတရားနဲ့ တွယ်ကပ်ထားပြီး

They attract each other by exchanging particles called photons,

Photon လို့ခေါ်တဲ့ အမှုန်ကို ဖလှယ်ခြင်းဖြင့် တစ်ခုနဲ့တစ်ခု ဆွဲငင်ကြတယ်

which are quanta of light that carry the electromagnetic force,

Photon ဟာ လျှပ်စစ်သံလိုက်အား သယ်ဆောင်တဲ့ အလင်း ကွမ်တာဖြစ်ပြီး

one of the fundamental forces of the Standard Model.

Standard Model ရဲ့ အခြေခံအားတွေ အနက် တစ်ခုဖြစ်ပါတယ်

The nucleus has more secrets to reveal, as it contains protons and neutrons.

နျူးကလိယပ်မှာ protonနဲ့ neutron တွေပါတော့ လျှို့ဝှက်ချက်တေွ ပိုများပါတယ်

Though once thought to be fundamental particles on their own, in 1968

၎င်းတို့ကို အခြေခံအမှုန်တွေပဲလို့ ထင်ခဲ့ကြသော်လည်း ၁၉၆၈ ခုနှစ်မှာတော့

physicists found that protons and neutrons are actually made of quarks,

Protonနဲ့ neutronကို အမှန်တကယ်ပြုလုပ်တာ ထပ်မံပိုင်းခြားမရတဲ့ quarkတွေ ဖြစ်တာကို

which are indivisible.

ရူပဗေဒ ပညာရှင်တွေ တွေ့သွားပါတယ်

A proton contains two “up” quarks and one “down” quark.

Proton တစ်လုံးမှာ up-quark နှစ်ခုနဲ့ down-quark တစ်ခုပါဝင်ပြီး

A neutron contains two down quarks and one up.

Neutron မှာ down-quark နှစ်ခုနဲ့ up တစ်ခုပါ ဝင်ပါတယ်

The nucleus is held together by the strong force,

အလွန်ပြင်းတဲ့ အားနဲ့ နျူးကလိယပ်ကို စည်းနှောင်ထားတဲ့ Strong Forceဟာ

another fundamental force of the Standard Model.

Standard Model မှာ နောက်ထပ် အခြေခံကျတဲ့ အားတစ်ခုဖြစ်ပါတယ်

Just as photons carry the electromagnetic force,

Photon တွေက လျှပ်စစ်သံလိုက်အားကို သယ်သလိုပဲ

particles called gluons carry the strong force.

Strong Force ကို gluon လို့ခေါ်တဲ့အမှုန်က သယ်ဆောင်ပါတယ်

Electrons, together with up and down quarks,

အီလက်ထရွန်တွေ ၊ up နဲ့ down Quark တွေနဲ့ပဲ

seem to be all we need to build atoms and therefore describe normal matter.

အက်တမ်တွေကို ပြုလုပ်နိုင်ပြီး ဒါကြောင့် သာမာန်ရုပ်ဒြပ်လို့ ဖော်ပြပါတယ်

However, high energy experiments reveal that there are actually six quarks–

ဒါပေမဲ့ တကယ်တမ်းမှာ quark ၆ မျိုးရှိတာကို စွမ်းအင်မြင့် စမ်းသပ်ချက်တွေအရ သိရပြီး

down & up, strange & charm, and bottom & top

down နဲ့ up, strange နဲ့ charm, ပြီးတော့ bottom နဲ့ top ဆိုပြီး ဖော်ထုတ်လိုက်ပါတယ်

- and they come in a wide range of masses.

၎င်းတို့ရဲ့ ဒြပ်ထုတွေကလည်း ကျယ်ပြန့် စုံလင်ပါတယ်

The same was found for electrons,

အီလက်ထရွန်တွေအတွက်လည်း

which have heavier siblings called the muon and the tau.

muonနဲ့ tau လို့ ခေါ်တဲ့ ပိုလေးတဲ့ လက္ခဏာတူတေွကို တေွ့ရပါတယ်

Why are there three (and only three) different versions

ဒီအမှုန် တစ်မျိုးတစ်မျိုးစီက မျိုးကွဲ သုံးခု..

of each of these particles?

သုံးခုပဲ ရှိရတာ ဘာကြောင့်ပါလဲ

This remains a mystery.

ဒါဟာ ဆန်းကြယ်မှု တစ်ရပ်ဖြစ်ဆဲပါ

These heavy particles are only produced, for very brief moments,

စွမ်းအင်မြင့် တိုက်မိချက်တွေမှာ ဒီလေးလံတဲ့ အမှုန်တွေဟာ ဖြစ်တယ်ဆိုရုံမျှလေး

in high energy collisions, and are not seen in everyday life.

တင်္ဂခဏသာ ကြာပါတယ် ပြီးတော့ သာမာန်နေ့တိုင်းတေွ့ရတာမဟုတ်ပါဘူး

This is because they decay very quickly into the lighter particles.

၎င်းတို့ဟာ ပိုပေါ့ပါးတဲ့ အမှုန်တွေအဖြစ် အလွန်လျင်မြန်စွာ ယိုယွင်းသွားလို့ပါပဲ

Such decays involve the exchange of force-carrying particles,

ဒီလို ယိုယွင်းမှုတွေမှာ W နဲ့ Z ခေါ် အားသယ်ဆောင်တဲ့ အမှုန်တွေကို

called the W and Z, which – unlike the photon – have mass.

ဖလှယ်တာမျိုး ပါဝင်ပေမဲ့ ၎င်းတို့က ဒြပ်ထုရှိတော့ photon နဲ့ မတူပါဘူး

They carry the weak force, the final force of the Standard Model.

၎င်းတို့က Standard Model မှာ နောက်ဆုံးကျန်တဲ့ weak force ကိုသယ်ပါတယ်

This same force allows protons and neutrons to transform into each other,

ဒီအားတစ်ခုတည်းကပဲ နေကို မောင်းနှင်နေတဲ့ fusion interaction မှာ အသက်တမျှအရေးသော

a vital part of the fusion interactions that drive the Sun.

Protonနဲ့ neutron တွေကို တစ်ခုမှတစ်ခု အသွင်ပြောင်းခွင့်ပြုပါတယ်

To observe the W and Z directly,

W နဲ့ Z ကို တိုက်ရိုက်လေ့လာဖို့

we needed the high energy collisions provided by particle accelerators.

အမှုန်အရှိန်တင်စက်တွေကနေ ထောက်ပံ့တဲ့ စွမ်းအင်မြင့် တိုက်မိချက်တွေ လိုအပ်ပါတယ်

There’s another kind of Standard Model particle, called neutrinos.

Standard Model အမှုန်တွေမှာ neutrino ခေါ်တဲ့ အခြားအမှုန်တစ်မျိုးရှိပါတယ်

These only interact with other particles through the weak force.

၎င်းအရာတွေက အခြားအမှုန်တွေနဲ့ weak force မှတဆင့် သက်ရောက်မှုသာရှိပါတယ်

Trillions of neutrinos, many generated by the sun, fly through us every second.

neutrino ကို နေမှ ထရီလျံချီ ထုတ်ပြီး စက္ကန့်တိုင်း ကျုပ်တို့ကို ဖြတ်သွားတယ်

Measurements of weak interactions found that there are different kinds of neutrinos

အားပျော့ သက်ရောက်မှု တွေကို တိုင်းတာချက်များမှ electron၊ muon၊ tau

associated with the electron, muon, and tau.

တို့နဲ့ သက်ဆိုင်တဲ့မျိုးကွဲ neutrino တွေရှိကြောင်း တွေ့ရပါတယ်

All these particles also have antimatter versions,

၎င်းအမှုန်တွေ အားလုံးပဲ ပဋိရုပ် မူကွဲတွေလည်း ရှိကြပါတယ်

which have the opposite charge but are otherwise identical.

ယင်းတို့က ဆန့်ကျင်ဘက်လျှပ်စစ်ဆောင်ပေမဲ့ ကျန်တာတွေ ထပ်တူကြပါတယ်

Matter and antimatter particles are produced in pairs in high-energy collisions,

ရုပ်နဲ့ ပဋိရုပ် အမှုန်ကို စွမ်းအင်မြင့် တိုက်မိချက်တွေမှာ စုံတွဲအနေနဲ့ ထုတ်ပြီး

and they annihilate each other when they meet.

တွေ့ဆုံမိချိန်မှာ အစဖျောက် ချေမှုန်းပစ်ပါတယ်

The final particle of the Standard Model is the Higgs boson

Standard Model ရဲ့ နောက်ဆုံးပိတ် အမှုန်က Higgs boson ပါ။

– a quantum ripple in the background energy field of the universe.

စကြ၀ဠာရဲ့ နောက်ခံ စွမ်းအင် စက်ကွင်းထဲက ကွမ်တမ် ဂယက်ငယ်တစ်ခုပါ

Interacting with this field is how all the fundamental matter particles acquire mass,

Standard Model အရ ဒီ စက်ကွင်းနဲ့ အတုန့် အလှည့်ပြုခြင်းဟာ အခြေခံကျတဲ့ ရုပ်အမှုန်တွေ

according to the Standard Model.

အာလုံး ဒြပ်ထုဆောင်လာပါတယ်

The ATLAS Experiment on the Large Hadron Collider

Large Hadron Collider က ATLAS စမ်းသပ်ချက်မှာ

is studying the Standard Model in-depth.

Standard Model ကို နက်နက်နဲနဲ့ လေ့လာပါတယ်

By taking precise measurements of the particles and forces that make up the universe,

စကြ၀ဠာကို ပြုလုပ်တဲ့ အမှုန်နဲ့ အားတွေအပေါ် တိကျတဲ့ တိုင်းထွာချက်တွေလုပ်ရင်း

ATLAS physicists can look for answers to mysteries

ATLAS ရူပဗေပညာရှင်တွေဟာ Standard Model က ရှင်းမပြတဲ့

not explained by the Standard Model.

ဆန်းကြယ်မှုတွေကို အဖြေတွေရှာနိုင်ပါတယ်

For example, how does gravity fit in?

ဒြပ်ဆွဲအားကို အံကိုက်ဖြစ်အောင် ဘယ်လိုလုပ်မယ်ဆိုတာမျိုးပေါ့

What is the real relationship between force carriers and matter particles?

အားသယ်ဆောင်တဲ့ အမှုန်နဲ့ ရုပ်ဒြပ် အမှုန်တွေကြား တကယ့် ပတ်သတ်မှုကဘာလဲ

How can we describe “Dark Matter”,

Dark Matter ကို ဘယ်လိုဖော်ပြနိုင်မလဲ

which makes up most of the mass in the universe but remains unaccounted for?

ထည့်သွင်းမစဉ်းစားသေးပေမဲ့ ၄င်းက စကြ၀ဠာကို ပြုလုပ်ရာမှာ ဒြပ်ထု အများဆုံးပါဝင်တဲ့အရာပါ

While the Standard Model provides a beautiful explanation for the world around us,

Standard Modelက ကျုပ်တို့ရဲ့ ကမ္ဘာအတွက် လှပတဲ့ဖွင့်ဆိုချက်တွေပေးသော်လည်း

there is still a universe’s worth of mysteries left to explore.

စကြ၀ဠာရဲ့ လှို့ဝှက်ဆန်းကြယ်မှုတွေကို ရှာဖွေဖို့ ကျန်ရှိနေဆဲပါ