How to build a dark matter detector - Jenna Saffin

Traducător: Maria Pană Corector: Cristina Nicolae

More than two kilometers below the surface of northern Ontario,

La mai mult de doi kilometri sub suprafaţa provinciei Ontario de nord,

suspended in 345,000 liters of ultra-pure water,

suspendat în 345.000 de litri de apă ultrapură,

there’s a perfect sphere.

se află o sferă perfectă.

It contains 3600 kilograms of liquid argon,

Aceasta conţine 3600 de kilograme de argon lichid,

cooled to -180 degrees Celsius.

răcit la -180 de grade Celsius.

Scientists continuously monitor this chamber from above ground,

Cercetătorii monitorizează încontinuu de la suprafaţă această încăpere,

looking for a glimmer of light in the darkness.

căutând o licărire de lumină în întuneric.

Because down here,

Pentru că acolo,

deep beneath the Earth’s surface and cocooned in a watery shield,

adânc sub suprafaţa Terrei şi înfăşurată ca într-un scut acvatic,

that light would indicate the presence of one of the universe’s greatest mysteries:

acea lumină ar indica prezenţa unuia dintre marile mistere ale universului:

dark matter.

materia întunecată.

All the matter we can see, planets, stars and galaxies,

Toată materia pe care o vedem, planete, stele şi galaxii,

doesn’t create enough gravitational pull

nu creează suficientă atracţie gravitaţională

to explain the universe’s larger structure.

pentru a explica structura de ansamblu a universului.

It’s dark matter, which is estimated to make up 25% of the known universe.

Este materia întunecată, estimată a forma 25% din universul ştiut.

Dar în ciuda răspândirii sale,

But despite its prevalence,

so far we haven’t been able to detect it directly.

până acum nu am reuşit să o detectăm în mod direct.

It’s no small challenge.

Nu este o provocare uşoară.

Dark matter was so named because it doesn’t interact with any type of light,

Materia întunecată se numește așa deoarece nu interacționează cu niciun fel de lumină

visible or otherwise,

vizibilă sau nu,

which means our usual observation tools

însemnând că instrumentele noastre de observaţie

simply don’t work when trying to observe it.

pur şi simplu nu funcționează când încercăm să o studiem.

But while dark matter may not be visible in the electromagnetic spectrum,

Deși materia întunecată este invizibilă în spectrul electromagnetic,

it’s still matter,

este tot materie,

so we should be able to measure its interactions with other matter.

așa că ar trebui să îi putem măsura interacțiunile cu altă materie.

And if our current model of physics is correct,

Dacă actualul model al fizicii noastre este corect,

billions of sub-atomic dark matter particles

miliarde de particule subatomice ale materiei întunecate

are passing through the Earth every second.

trec prin Terra în fiecare secundă.

Despite the prevalence of dark matter,

În ciuda răspândirii materiei întunecate,

its interactions are predicted to be rare and extremely weak.

interacțiunile sale sunt considerate rare şi extrem de slabe.

To detect these interactions,

Pentru a detecta aceste interacţiuni,

dark matter experiments need to be incredibly sensitive.

experimentele materiei întunecate trebuie să fie incredibil de sensibile.

With such sensitive equipment,

Cu un echipament atât de sensibil,

the ever-present background radiation on Earth’s surface

omniprezenţa radiaţiilor pe suprafaţa Terrei

would create so much noise in the data

ar crea atâta zgomot în date

that any dark matter particles would be completely overwhelmed.

că orice particule de materie întunecată ar fi complet copleşite.

It would be like trying to hear a pin drop on a busy city street.

Ar fi la fel ca încercarea de a auzi un ac căzând pe o stradă aglomerată.

To solve this problem,

Pentru a rezolva această problemă,

scientists have had to dig deep into the Earth.

oamenii de ştiinţă au săpat adânc în scoarţa Pământului.

Dark matter experiments are set up in specialized underground labs,

Experimentele materiei întunecate au loc în laboratoare subterane specializate,

either in mines or inside mountains.

ori în mine ori înăuntrul munților.

The rock that makes up the Earth’s crust works like a filter,

Roca ce constituie scoarţa terestră acționează ca un filtru,

absorbing radiation and stopping disruptive particles.

absorbând radiațiile şi oprind particulele disruptive.

The ultra-pure water in which the detector is suspended

Apa ultrapură în care detectorul este suspendat

adds an additional layer of radiation filtering.

adaugă un strat în plus pentru filtrarea radiaţiilor.

This shielding ensures that only the particles scientists are looking for

Prin această protecţie se asigură că doar particulele căutate de cercetători

can make their way into the detectors.

îşi pot croi drum în detectori.

Once these particles reach an experiment’s inner vessel,

Odată ce aceste particule ajung în recipientul interior experimental,

scientists have a chance of detecting them.

oamenii de ştiinţă au şansa de a le detecta.

The detector media are chosen because they’re exquisitely sensitive detectors

Mediile detectorului sunt alese pentru că sunt detectori aşa sensibili,

that can be purified extremely well.

încât pot fi purificaţi extrem de bine.

These could be a liquid noble gas,

Acestea pot fi gaze nobile lichide,

germanium

germaniu

and silicon crystals,

şi cristale de silicon,

a refrigerant,

un refrigerant

or other materials.

sau alte materiale.

When radiation interacts, it leaves tell-tale signs,

Când radiaţia interacţionează, rămân semne indicatoare,

such as light or bubbles,

precum lumină sau bule

which can be picked up by the sensors inside the detector.

care pot fi prinse de senzorii din detector.

The detector media are held in a central chamber made of glass

Mediile detectorului sunt ţinute într-o încăpere de sticlă

or a special type of acrylic.

sau dintr-un acrilic special.

These chambers have to be able to hold the substance inside

Aceste încăperi sunt capabile să ţină în interior substanţele

without interacting with it

fără a interacţiona cu ele

while withstanding incredible pressure from the water outside.

în timp ce rezistă presiunilor incredibile ale apei exterioare.

The inner vessel is surrounded by powerful sensors

Vasul interior este înconjurat de senzori puternici,

designed to detect even the tiniest blips of light,

proiectaţi pentru a detecta chiar şi cele mai mici sclipiri de lumină

or the sound vibrations caused by a single bubble.

sau vibraţiile sonore cauzate de o singură bulă.

Each sensor records data 24/7,

Fiecare senzor înregistrează date continuu,

and experiments run for months and years at a time,

iar experimentele rulează luni sau ani la rând,

generating terabytes of data every day.

generând terabiţi de informaţii zilnic.

Building dark matter detectors is as much a feat of engineering

Construirea detectorilor de materie întunecată este o realizare a ingineriei,

as it is a feat of physics.

dar şi una a fizicii.

By the time an experiment is ready to start collecting data,

Până când un experiment este gata să înceapă colectarea datelor,

years or decades of work and investment have already gone into it,

ani sau decenii de muncă şi investiţii au fost depuse

to the tune of tens of millions of dollars.

în valoare de zeci de milioane de dolari.

As of 2017, no dark matter particles have been directly detected.

Până în 2017, nicio particulă de materie întunecată nu a fost detectată.

That’s not entirely surprising.

Aceasta nu este complet surprinzător.

Physicists expect these interactions to be incredibly rare and difficult to detect.

Fizicienii cred că aceste interacţiuni sunt foarte rare şi greu de detectat.

In the meantime,

Între timp,

scientists continue to develop new technologies

oamenii de ştiinţă continuă să dezvolte tehnologii noi

and increase detector sensitivity,

şi cresc sensibilitatea detectorilor,

closing in on where dark matter is hiding.

apropiindu-se de ascunzătoarea materiei întunecate.

And when they find it,

Iar când o vor găsi,

we’ll finally be able to bring the universe’s darkest secrets into the light.

vom putea să aducem la lumină secretele întunecate ale universului.