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

Tłumaczenie: Marta Chudzik Korekta: Marta Konieczna

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

Gdyby wziąć dowolny przedmiot, powiedzmy kubek i przełamać go na pół,

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

potem znowu na pół i tak dalej, na czym by się skończyło?

Could you keep on going forever?

Czy można to robić w nieskończoność?

Or would you find a set of indivisible building blocks

Czy może pojawiłby się zbiór niepodzielnych cegiełek

out of which everything is made?

z których wszystko jest zbudowane?

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

Fizycy odkryli, że materia jest zbudowana z cząstek,

the smallest things in the universe.

najmniejszych rzeczy we Wszechświecie.

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

Cząstki oddziałują na siebie według teorii zwanej modelem standardowym.

The Standard Model is a remarkably elegant encapsulation

Model standardowy jest niezwykle eleganckim ujęciem

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

dziwnego świata niepodzielnych, nieskończenie małych cząstek.

It also covers the forces that govern how particles move,

To także dotyczy sił, które rządzą ruchem cząstek,

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

ich interakcją i łączeniem, nadającym kształt naszego świata.

So how does it work?

Więc jak to działa?

Zooming in on the fragments of the cup,

Przybliżając fragmenty kubka,

we see molecules, made of atoms bound up together.

widzimy cząsteczki stworzone z połączonych atomów.

A molecule is the smallest unit of any chemical compound.

Cząsteczka to najmniejsza jednostka każdego chemicznego związku.

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

Atom jest najmniejszą jednostką każdego pierwiastka układu okresowego.

But the atom is not the smallest unit of matter.

Ale nie jest on najmniejszą jednostką materii.

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

Eksperymenty pokazują, że atom posiada małe, gęste jądro

surrounded by a cloud of even tinier electrons.

otoczone chmurą jeszcze mniejszych elektronów.

The electron is, as far as we know,

Elektron to, jak dotąd wiemy,

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

jedna z fundamentalnych, niepodzielnych cegiełek budujących Wszechświat.

It was the first Standard Model particle ever discovered.

Był pierwszą odkrytą cząstką modelu standardowego,

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

Elektrony są związane z jądrem atomu dzięki elektromagnetyzmowi.

They attract each other by exchanging particles called photons,

Przyciągają się dzięki wymianie cząstek zwanych fotonami,

which are quanta of light that carry the electromagnetic force,

które są kwantem światła niosącego siłę elektromagnetyczną,

one of the fundamental forces of the Standard Model.

jedną z fundamentalnych sił modelu standardowego.

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

Jądro ma więcej sekretów do odkrycia, ponieważ zawiera protony i neutrony.

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

Kiedyś sądzono, że są one fundamentalnymi cząstkami,

ale w 1968 roku fizycy odkryli, że protony i neutrony

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

są stworzone z kwarków, które są niepodzielne.

which are indivisible.

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

Proton zawiera dwa górne kwarki i jeden dolny.

A neutron contains two down quarks and one up.

Neutron zawiera dwa dolne kwarki i jeden górny.

The nucleus is held together by the strong force,

Jądro trzyma się dzięki silnemu oddziaływaniu,

another fundamental force of the Standard Model.

kolejnej sile podstawowej sile modelu standardowego.

Just as photons carry the electromagnetic force,

Tak jak fotony wykorzystują siłę magnetyczną,

particles called gluons carry the strong force.

cząstki o nazwie gluony wykorzystują silne oddziaływanie.

Electrons, together with up and down quarks,

Elektrony razem z górnymi i dolnymi kwarkami,

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

są wszystkim, co potrzeba, by zbudować atom i opisać materię.

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

Jednakże eksperymenty ujawniają, że tak naprawdę istnieje sześć kwarków:

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

dolne i górne, dziwne i powabne oraz niskie i wysokie,

- and they come in a wide range of masses.

posiadają one różne masy.

The same was found for electrons,

Tak samo w przypadku elektronów,

which have heavier siblings called the muon and the tau.

które mają cięższe rodzeństwo, zwane mion oraz taon.

Why are there three (and only three) different versions

Czemu istnieją trzy (i tylko trzy) różne wersje

of each of these particles?

każdej z tych cząstek?

This remains a mystery.

To pozostaje tajemnicą.

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

Te cięższe cząstki powstają tylko na bardzo krótki moment,

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

podczas kolizji dużej energii i nie są spotykane na co dzień.

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

To dlatego, że rozpadają się bardzo szybko na lżejsze cząstki.

Such decays involve the exchange of force-carrying particles,

Taki rozpad powoduje wymianę oddziałujących na siebie cząstek

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

nazywanych W oraz Z, które mają masę, w przeciwieństwie do fotonów.

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

Posiadają one słabe oddziaływanie, ostatnią siłę w modelu standardowym.

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

Ta sama siła pozwala protonom i neutronom zmieniać się w siebie nawzajem,

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

co jest ważną częścią fuzji napędzającej Słońce.

To observe the W and Z directly,

By obserwować bezpośrednio W i Z,

we needed the high energy collisions provided by particle accelerators.

potrzebujemy kolizji silnego oddziaływania dzięki akceleratorowi cząstek.

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

Istnieje inny rodzaj cząstek modelu standardowego nazywanych neutrinami.

These only interact with other particles through the weak force.

Reagują one z innymi cząstkami tylko poprzez oddziaływanie słabe.

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

Biliony neutrin, wiele wytworzonych przez Słońce, przelatuje przez nas co sekundę.

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

Pomiary słabego oddziaływania wykazały, że są różne rodzaje neutrin,

associated with the electron, muon, and tau.

powiązanych z elektronami, mionami i taonami.

All these particles also have antimatter versions,

Wszystkie te cząstki mają też swoje wersje w antymaterii,

which have the opposite charge but are otherwise identical.

które mają odwrotny ładunek, ale poza tym są identyczne.

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

Cząstki materii i antymaterii są łączone w pary w kolizji silnego oddziaływania

and they annihilate each other when they meet.

i unicestwiają się nawzajem, gdy się spotkają.

The final particle of the Standard Model is the Higgs boson

Ostatnia cząstką modelu standardowego jest bozon Higgsa,

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

kwant drgający w tle pola energii we Wszechświecie.

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

Cała fundamentalna materia pozyskuje masę oddziałując na to pole,

according to the Standard Model.

według modelu standardowego.

The ATLAS Experiment on the Large Hadron Collider

Eksperyment ATLAS w Wielkim Zderzaczu Hadronów

is studying the Standard Model in-depth.

bada na wylot model standardowy.

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

Dokonując precyzyjnych pomiarów cząstek i sił tworzących Wszechświat,

ATLAS physicists can look for answers to mysteries

fizycy z ATLAS mogą szukać odpowiedzi na zagadki,

not explained by the Standard Model.

niewyjaśnione przez model standardowy.

For example, how does gravity fit in?

Na przykład, jak grawitacja się dopasowuje?

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

Jaki jest prawdziwy związek między nośnikami oddziaływania a cząstkami?

How can we describe “Dark Matter”,

Jak możemy opisać "czarną materię",

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

która tworzy większość masy we Wszechświecie, pozostając nieodkryta?

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

Chociaż model standardowy daje nam piękne wyjaśnienie świata wokół nas,

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

to wciąż pozostaje cały Wszechświat tajemnic do odkrycia.