Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

Dlaczego cząstki neutrino są ważne? - Sílvia Bravo Gallart

Tłumaczenie: Hannah 527 Korekta: Rysia Wand

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

Są wszędzie, ale żadnej nie da się zobaczyć.

Biliony przenikają cię w tej sekundzie,

Trillions of them are flying through you right this second,

but you can't feel them.

ale nie możesz ich poczuć.

Te cząstki-duchy nazywają się neutrina i gdyby dały się złapać,

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

they can tell us about the furthest reaches

mogłyby udzielić informacji o najdalej położonych

and most extreme environments of the universe.

i najbardziej ekstremalnych środowiskach we wszechświecie.

Neutrinos are elementary particles,

Neutrino to cząstki elementarne,

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

czyli, że nie da się ich podzielić na mniejsze części, jak atomu.

Elementary particles are the smallest known building blocks

Cząstki elementarne to najmniejszy znany budulec

of everything in the universe,

wszystkiego we wszechświecie,

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

a neutrino jest najmniejsze z najmniejszych.

A million times less massive than an electron,

Z masą milion razy mniejszą niż elektron,

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

neutrina łatwo przenikają materię, ignorując pola magnetyczne.

In fact, they hardly ever interact with anything.

W zasadzie prawie nigdy nie reagują z niczym.

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

Mogłyby przemierzać wszechświat w linii prostej

for millions, or even billions, of years,

przez miliony, a nawet miliardy lat,

safely carrying information about where they came from.

bezpiecznie niosąc informację o tym, skąd przybywają.

Skąd zatem pochodzą?

So where do they come from?

Pretty much everywhere.

Prawie zewsząd.

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

Produkuje je nasze ciało z radioaktywnego rozpadu potasu.

Promieniowanie kosmiczne, które uderza w atomy ziemskiej atmosfery,

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

produkuje deszcz cząstek neutrino.

create showers of them.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

Produkowane są przez reakcje nuklearne wewnątrz Słońca

and by radioactive decay inside the Earth.

i przez rozpad radioaktywny wewnątrz Ziemi.

Można je też generować w reaktorach nuklearnych

And we can generate them in nuclear reactors

and particle accelerators.

i akceleratorach cząstek.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

Ale neutrina o najwyższej energii rodzą się daleko w przestrzeni kosmicznej

in environments that we know very little about.

w środowiskach, o których wiemy bardzo mało.

Something out there, maybe supermassive black holes,

Tam daleko, coś, może super-gęste czarne dziury

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

albo może jakieś kosmiczne dynamo, które nauka ma dopiero odkryć,

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

przyspiesza promieniowanie kosmiczne do energii ponad milion razy większej

than anything human-built accelerators have achieved.

niż prędkość uzyskana w akceleratorach stworzonych przez człowieka.

These cosmic rays, most of which are protons,

To promieniowanie kosmiczne, z którego większość to protony,

interact violently with the matter and radiation around them,

gwałtownie reaguje z otaczającą materią i promieniowaniem

producing high-energy neutrinos,

i wytwarza silnie naładowane cząstki neutrino,

which propagate out like cosmic breadcrumbs

które rozsypują się jak kosmiczna bułka tarta

that can tell us about the locations

i które mogą poinformować o położeniu

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

i wnętrzu najpotężniejszych kosmicznych silników we wszechświecie.

That is, if we can catch them.

Oczywiście, jeśli dadzą się złapać.

Neutrinos' limited interactions with other matter

Ograniczone interakcje cząstek neutrino z innymi cząstkami materii

might make them great messengers,

mogą uczynić z nich doskonałych kurierów,

but it also makes them extremely hard to detect.

ale też bardzo utrudniają ich wykrywanie.

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

Żeby je wykryć, można na przykład umieścić na ich drodze

dużą ilość przenikalnego materiału i poczekać, jak same się ujawnią

and wait for a neutrino to reveal itself

by colliding with the nucleus of an atom.

w zderzeniu z jądrem atomu.

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

To właśnie odbywa się w IceCube na Antarktydzie,

w największym na świecie

the world's largest neutrino telescope.

teleskopie do cząstek neutrino.

It's set up within a cubic kilometer of ice

Umieszczony w bryle lodu

objętości km kwadratowego

that has been purified by the pressure

oczyszczonej pod ciśnieniem

of thousands of years of accumulated ice and snow,

przez tysiące lat gromadzenia się lodu i śniegu,

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

aż lód osiągnął prawie największą przejrzystość na Ziemi.

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

Choć cząstki przechodzą przez odwierty z ponad 5000 wykrywaczy,

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

większość kosmicznych neutrin, które pędzą przez IceCube

nigdy nie pozostawi śladu.

But about ten times a year,

Ale może dziesięć razy w roku pojedyncze, silnie naładowane neutrino

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

zderza się z cząsteczką lodu i wystrzeliwuje iskry

shooting off sparks of charged subatomic particles

silnie naładowanych cząstek subatomowych

that travel faster through the ice than light does.

które przenikają lód szybciej, niż światło.

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

Podobnie jak samolot naddźwiękowy

powoduje przy przekraczaniu prędkości dźwięku grom dźwiękowy,

produces a sonic boom,

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

te ponadświetlnie naładowane cząstki

zostawiają za sobą snop błękitnego światła

kind of a photonic boom.

- coś w rodzaju błysku fotonów.

To światło rozprasza się w IceCube

This light spreads through IceCube,

i uderza w niektóre wykrywacze ponad półtora kilometra pod powierzchnią.

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

Photomultiplier tubes amplify the signal,

Powielacze fotonów umieszczone w rurach wzmacniają sygnał,

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

który zawiera informacje o drodze i potencjale naładowanej cząstki.

Dane z tych doświadczeń otrzymują astrofizycy na całym świecie,

The data are beamed to astrophysicists around the world

którzy obserwują wyemitowane światło

who look at the patterns of light

for clues about the neutrinos that produced them.

żeby zbadać cząstki neutrino, które je uwolniły.

These super energetic collisions are so rare

Te wysokoenergetyczne zderzenia są tak rzadkie,

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

że naukowcy w IceCube nadają imię każdej cząstce neutrino,

like Big Bird and Dr. Strangepork.

na przykład Big Bird albo Doktor Strangepork.

IceCube has already observed

IceCube zaobserwował już

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

największą energię kosmiczną niesioną do tej pory przez neutrino.

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

Wykryte w IceCube cząstki neutrino powinny w końcu ujawnić nam,

skąd pochodzi promieniowanie kosmiczne i jak osiąga tak wielki ładunek energii.

and how they reached such extreme energies.

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

Światło, od podczerwieni do promieni X i Gamma

has given us increasingly energetic

ukazuje nam coraz bardziej niezwykłe

and continuously surprising views of the universe.

i zaskakujące poglądy na Wszechświat.

Znajdujemy się dopiero u zarania

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

ery astronomii cząstek neutrino,

and we have no idea what revelations IceCube

i nie wiemy jeszcze, jakie odkrycia

o najgwałtowniejszych i najpotężniejszych zjawiskach

and other neutrino telescopes may bring us

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

we Wszechświecie.

przyniosą IceCube i inne teleskopy do badania neutrino.