Could we create dark matter? - Rolf Landua

Translator: Tun Lin Aung + 1 Reviewer: sann tint

85% of the matter in our universe is a mystery.

ကျုပ်တို့ စကြ၀ဠာမှာ ရုပ်ဒြပ်ရဲ့ ၈၅%ဟာ ဖြစ်အင်ဆန်းတရပ်ပါ။

We don't know what it's made of, which is why we call it dark matter.

၎င်းအား ပြုလုပ်တဲ့အရာကို ကျုပ်တို့မသိပါဘူး ဒါကြောင့် ၎င်းကို Dark Matterလို့ခေါ်တာပါ။

But we know it's out there because we can observe its gravitational attraction

ဒါပေမဲ့ ဒီနေရာတွေမှာရှိကြောင်း သိထားတဲ့ အကြောင်းက ကြယ်စုများနဲ့ အာကာသဆိုင်ရာ

on galaxies and other celestial objects.

တခြား အရာများပေါ်မှာ ၎င်းရဲ့ ဒြပ်ဆွဲငင်ခြင်းကို ရှု့မှတ်နိုင်လို့ပါ။

We've yet to directly observe dark matter,

Dark Matterကို တိုက်ရိုက် မမြင်ရသေးပေမဲ့

but scientists theorize that we may actually be able to create it

ကမ္ဘာပေါ်က စွမ်းအားအကောင်းဆုံး အမှုန်တိုက်ခွဲစက်ကြီးထဲမှာ ယင်းကို

in the most powerful particle collider in the world.

တကယ်ပင် ဖန်တီးနိုင်ကြောင်း သိပ္ပံ ပညာရှင်တို့က သဘောတရားထုတ်ပေးပါတယ်။

That's the 27 kilometer-long Large Hadron Collider, or LHC,

ဒီစက်က Switzerland နိုင်ငံ၊ Genevaမြို့က ၂၇ ကီလိုမီတာ ရှည်တဲ့

in Geneva, Switzerland.

Large Hadron Collider ဝါ LHCပါ။

So how would that work?

ဒီတော့ ဒါက ဘယ်လို လုပ်ဆောင်ပါလဲ

In the LHC, two proton beams move in opposite directions

LHC ထဲမှာ Proton အမှုန်စုတန်း နှစ်ခုဟာ လားရာ ဆန့်ကျင်ဘက်ကို ဦးတည် ရွေ့မယ်၊

and are accelerated to near the speed of light.

ပြီးတော့ အလင်းရဲ့အလျင် နီးပါးထိ အရှိန်တင်ပါတယ်။ တိုက်မိဖို့

At four collision points, the beams cross and protons smash into each other.

ဆုံမှတ် ၄ နေရာ၌၊ အမှုန်တန်းတို့ ဖြတ်ကာ Protonတွေ အချင်းချင်း ရိုက်ခွဲကြပါတယ်။

Protons are made of much smaller components called quarks and gluons

Proton တွေကို ပြုလုပ်တဲ့ ပိုသေးငယ်တဲ့ အစိတ်အပိုင်းတွေဟာ Quarkနဲ့ Gluon ပါ။

In most ordinary collisions, the two protons pass through each other

Proton ၂လုံးဟာ သာမန် တိုက်မိချက် အများစုမှာ ထင်ရှားတဲ့ ဘယ်လို ရလဒ်မျိုးမှ

without any significant outcome.

မထွက်ပေါ်ဘဲ တစ်လုံးနဲ့တစ်လုံး ဖြတ်သန်းကြပါတယ်။

However, in about one in a million collisions,

သို့သော်၊ အကြိမ် ၁သန်းမှာ ၁ကြိမ်လောက်တော့ အစိတ်အပိုင်းငယ်

two components hit each other so violently,

၂ ခုဟာ တခုကိုတခု အလွန် ပြင်းထန်စွာ တိုက်မိပြီး

that most of the collision energy is set free

တိုက်မိတဲ့ စွမ်းအင်အများစုက၊ ထောင်၊ သောင်းမက များပြားလှတဲ့

producing thousands of new particles.

အမှုန်သစ်တွေကို ဖွာလန်ကြဲ ထုတ်လွှတ်ပါတော့တယ်။

It's only in these collisions that very massive particles,

မြောက်မြားလှစွာသော အမှုန်တွေ ဒါမျိုး တိုက်မိမှသာ

like the theorized dark matter, can be produced.

သီအိုရီထုတ်ထားတဲ့ Dark Matterလို အရာကို ထုတ်လုပ်နိုင်ပါတယ်။

The collision points are surrounded by detectors

ဝင်တိုက်ဖို့ မှတ်တိုင် နေရာတွေကိုတော့ အာရုံခံအစိတ်အပိုင်း

containing about 100 million sensors.

သန်း ၁၀၀ခန့်ပါတဲ့ ထောက်လှမ်းစက်တို့နဲ့ ဝန်းရံထားပါတယ်။

Like huge three-dimensional cameras,

ရုပ်လုံးကြွပုံဖမ်းတဲ့ ဧရာမ ကင်မရာကြီးတွေက

they gather information on those new particles,

အဲဒီ အမှုန်သစ်တွေထံမှ အချက်အလက်ကို စုဆောင်းရာတွင်

including their trajectory,

သူတို့ရဲ့ လမ်းကြောင်းရာ၊

electrical charge,

လျှပ်စစ်ဓာတ်နဲ့

and energy.

စွမ်းအင်ထိ ပါဝင်နေပါတယ်။

Once processed, the computers can depict a collision as an image.

လုပ်ဆောင်ရာ၌၊ ကွန်ပြူတာတွေက တိုက်ချက် တချက်ကို ပုံ တပုံ သရုပ်ဖော်နိုင်ပါတယ်။

Each line is the path of a different particle,

မျဉ်းကြောင်းတစ်ခုစီက ကွဲပြားတဲ့ အမှုန်တစ်ခုရဲ့ လမ်းကြောင်းရာဖြစ်ပြီး

and different types of particles are color-coded.

အမှုန်မျိုးကွဲတွေကို အရောင်ခြယ်သင်္ကေတနဲ့ မှတ်သားပါတယ်။

Data from the detectors allows scientists to determine

ထောက်လှမ်းစက်တွေမှ အချက်အလက်တွေက ပရိုတွန်တွေ၊ အီလက်ထရွန်တွေလို

what each of these particles is,

ဒီအမှုန်တစ်ခုစီဟာ ဘာဆိုတာ သတ်မှတ်ဖို့ရာ

things like photons and electrons.

သိပ္ပံပညာရှင်တွေကို ခွင့်ပြုတယ်။

Now, the detectors take snapshots of about a billion of these collisions per second

အခု၊ ထောက်လှမ်းစက်တွေက အလွန်တွေ့ရခဲတဲ့ အမှုန်ထုကြီးကိုရှာဖို့ ၁ စက္ကန့်အတွင်း

to find signs of extremely rare massive particles.

ဒီလို တိုက်မိချက်ပေါင်း ၁ ဘီလျံခန့်ကို လျှပ်တပြက် ဓာတ်ပုံရိုက်ယူပါတယ်။

To add to the difficulty,

နောက်ထပ် အခက်အခဲကတော့

the particles we're looking for may be unstable

ကျုပ်တို့ရှာဖွေနေတဲ့ အမှုန်တွေက မတည်မြဲတော့ အာရုံခံတွေထံ

and decay into more familiar particles before reaching the sensors.

မရောက်ခင်မှာ ပို အကျွမ်းဝင်တဲ့ အမှုန်တွေအဖြစ် ယိုယွင်းသွားပါတယ်။ ဥပမာ၊

Take, for example, the Higgs boson,

၂၀၁၂ မတိုင်ခင် ရှု့မှတ်မရလို့ သဘောတရားကို ကာလရှည်

a long-theorized particle that wasn't observed until 2012.

ထွေးပိုက်ထားရတဲ့ Higgs bosonဆိုတဲ့ အမှုန်ကိုကြည့်ကြစို့။

The odds of a given collision producing a Higgs boson are about one in 10 billion,

Higgs boson ဖြစ်ပေါ်စေတဲ့ လုပ်ရိုး လုပ်စဉ် တိုက်မိခြင်းတစ်ရပ်၏ အလားအလာက

and it only lasts for a tiny fraction of a second

၁၀ ဘီလျံပုံ ၁ပုံဖြစ်ပြီး မပျက်သုဉ်းခင် စက္ကန့်အပိုင်းသာ

before decaying.

ယင်းက သက်တမ်းရှည်ပါတယ်။ ဒါပေမဲ့၊

But scientists developed theoretical models to tell them what to look for.

ဘာ​ကိုရှာကြောင်း ဖော်ပြဖို့ သိပ္ပံပညာရှင် တွေက သဘောတရား ပုံစံတွေ ချဲ့ထွင်ခဲ့ပါတယ်။

For the Higgs, they thought it would sometimes decay into two photons.

Higgsဟာ Photon ၂ လုံးအဖြစ် ပြိုကွဲမှု ဖြစ်တတ်တယ်လို့ သူတို့ ယူဆကြပါတယ်။

So they first examined only the high-energy events

ဒီတော့ Photon နှစ်လုံးပါဝင်တဲ့ စွမ်းအင်မြင့် ဖြစ်ရပ်တွေကိုသာ

that included two photons.

ဦးစွာ စူးစမ်းခဲ့ကြပါတယ်။

But there's a problem here.

ဒါပေမဲ့ အဲဒီမှာ ပြဿနာတစ်ခုက

There are innumerable particle interactions

Photon နှစ်လုံးကို ကြုံရာကျပန်း ထုတ်နိုင်တဲ့

that can produce two random photons.

အမှုန် သက်ရောက်ရောက်မှုတွေက တောင်ပုံယာပုံပါ။

So how do you separate out the Higgs from everything else?

ဒီတော့ Higgsကို တခြားဟာထဲမှ ဘယ်လို ရွေးထုတ်ကြမလဲ။

The answer is mass.

ဒြပ်ထုဟာ အဖြေ ဖြစ်ပါတယ်။

The information gathered by the detectors allows the scientists to go a step back

စက်တွေဟာ စုဆောင်းထားတဲ့ အချက်အလက်တွေကို ခြေရာပြန်ကောက်ဖို့ သိပ္ပံပညာရှင်တွေကို

and determine the mass of whatever it was that produced two photons.

ခွင့်ပြုပြီး ဖိုတွန် ၂ခုကို ထုတ်လုပ်တာ ဘာ ဒြပ်ထုဆိုတာကို ဆုံးဖြတ်ပါတယ်။

They put that mass value into a graph

ဒြပ်ထုတန်ဖိုးကို ဂရပ်မှာ ထည့်ပါတယ် ပြီးတော့

and then repeat the process for all events with two photons.

Photon နှစ်လုံးနဲ့ သက်ဆိုင်ရာ ဖြစ်ရပ် အားလုံးကို ထပ်မံလုပ်ဆောင်ပါတယ်။

The vast majority of these events are just random photon observations,

ဒီဖြစ်ရပ်တွေရဲ့ အဓိက အုပ်စုကြီးဟာ သိပ္ပံပညာရှင်တို့ 'နောက်ခံဖြစ်ရပ်'

what scientists call background events.

ခေါ်တဲ့ ကျဘမ်းပေါ်တဲ့ Photonကို ရှု့မှတ်ချက်များသာဖြစ်ပါတယ်။

But when a Higgs boson is produced and decays into two photons,

ဒါပေမဲ့ Higgs boson ဖြစ်ပေါ်ပြီး Photon ၂ လုံးအသွင် ပျက်သုဉ်းတဲ့အခါ

the mass always comes out to be the same.

ဒြပ်ထုဟာ ညီတူညီမျှ အမြဲတမ်း ပေါ်ထွက်ပါတယ်။

Therefore, the tell-tale sign of the Higgs boson

ထို့ကြောင့် Higgs bosonရဲ့ ထင်ရှားတဲ့လက္ခဏာဟာ

would be a little bump sitting on top of the background.

နောက်ခံရဲ့ထိပ်ပေါ် အထိုင်ချနေတဲ့ ဖုခုံးငယ်တစ်လုံး ဖြစ်ပါလိမ့်မယ်။

It takes billions of observations before a bump like this can appear,

ဒါမျိုးပေါ်နိုင်တဲ့ ဖုခုံးမတိုင်ခင် ဘီလျံချီ ရှု့မှတ်ရပြီး

and it's only considered a meaningful result

ထို ဖုခုံးက နောက်ခံထက် သိသိသာသာ မို့မောက်လာရင်တော့

if that bump becomes significantly higher than the background.

၎င်းကို အဓိပ္ပါယ်ရှိတဲ့ ရလဒ်တစ်ခုဟု မှတ်ယူစဉ်းစားပါတယ်။

In the case of the Higgs boson,

Higgs boson အရေး၌

the scientists at the LHC announced their groundbreaking result

ကြက်ကန်းဆန်းအိုးတိုးသလို ဒီ ဘုခုံး ပေါ်လာနိုင်ဖွယ်က ၃ သန်းပုံ တစ်ပုံ

when there was only a one in 3 million chance

မျှသာရှိသော အခွင့်အလမ်း ရရှိခဲ့ချိန်မှာ

this bump could have appeared by a statistical fluke.

LHC သိပ္ပံပညာရှင်တို့က သူတို့ရဲ့ ရလဒ်ထူးကို ကြေညာနိုင်သွားတာပါ။

So back to the dark matter.

ဒီတော့ Dark Matterထံ ပြန်သွားရအောင်၊

If the LHC's proton beams have enough energy to produce it,

LHCရဲ့ Protonတန်းတွေက ထိုအရာကို ထုတ်နိုင်လောက်တဲ့ စွမ်းအင်ရှိခဲ့လျင်

that's probably an even rarer occurrence than the Higgs boson.

Higgs bosonကို့တွေ့ရတာထက် ပိုရှားပါးတဲ့ ဖြစ်ရပ်တောင် ဖြစ်သွားနိုင်ပါတယ်။ ဒါကြောင့်

So it takes quadrillions of collisions combined with theoretical models

ဖြစ်ရပ်ကို စတင်ကြည့်ဖို့ သဘောတရားဆိုင်ရာ ပုံစံတွေနဲ့ ဘီလျံရာပေါင်းများစွာ

to even start to look.

တိုက်မိခြင်းတွေကို ပေါင်းစည်းယူကြပါတယ်။

That's what the LHC is currently doing.

LHCမှာ လတ်တလော လုပ်ဆောင်နေတာ ဒါပါပဲ။

By generating a mountain of data,

အချက်အလက် တောင်ပုံယာပုံ ထုတ်လုပ်ရင်း

we're hoping to find more tiny bumps in graphs

ဂရပ်တွေမှာ Dark Matterလို မသိရသေးတဲ့ အမှုန်တွေကို ထောက်ကူတဲ့

that will provide evidence for yet unknown particles, like dark matter.

ပိုသေးနုပ်တဲ့ ဖုခုံးတွေကို ရှာဖို့ သို့မဟုတ် တွေ့မိတဲ့ အရာက Dark Matter

Or maybe what we'll find won't be dark matter,

မဟုတ်ဘဲ စကြ၀ဠာကြီး တစ်ခုလုံး အလုပ်လုပ်ပုံပေါ်မှာ

but something else

ကျုပ်တို့ သိနားလည်မှုကို

that would reshape our understanding of how the universe works entirely.

ပြန်ပုံဖော်တဲ့ တခြားဟာတွေ ဖြစ်လေမလားလို့၊ ကျုပ်တို့ မျှော်လင့်နေတာပါ။

That's part of the fun at this point.

ဒီနေရာမှာ ဒါက ပျော်စရာအပိုင်း ပေါ့။

We have no idea what we're going to find.

ကျုပ်တို့ ဘာကိုရှာတော့မလဲဆိုတာ ကျုပ်တို့ မသိဘူးလေ။