Could we create dark matter? - Rolf Landua

Traducător: Diana Lupei Corector: Mirel-Gabriel Alexa

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

85% din materia din univers e un mister.

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

Nu știm din ce e făcută, de asta e numită materie întunecată.

Dar știm că există deoarece putem să observăm atracția ei gravitațională

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

on galaxies and other celestial objects.

asupra galaxiilor și a altor obiecte celeste.

We've yet to directly observe dark matter,

Încă nu am reușit să o studiem direct,

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

dar oamenii de știință cred că putem să o creăm

in the most powerful particle collider in the world.

în cel mai puternic accelerator de particule din lume.

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

Și anume, Large Hardon Collider, sau LHC, care are 27 de kilometri lungime,

in Geneva, Switzerland.

din Geneva, Elveția.

So how would that work?

Dar cum funcționează?

In the LHC, two proton beams move in opposite directions

În LHC, doi protoni se mișcă în direcții opuse

and are accelerated to near the speed of light.

aproape cu viteza luminii.

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

În cele patru puncte de coliziune, aceștia se lovesc unul de celălalt.

Protons are made of much smaller components called quarks and gluons

Protonii sunt compuși din quarci și gluoni.

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

De cele mai multe ori, protonii trec unul prin celălalt

without any significant outcome.

fără vreun rezultat.

However, in about one in a million collisions,

Totuși, o dată la un milion de coliziuni,

two components hit each other so violently,

două componente se ciocnesc atât de violent,

that most of the collision energy is set free

încât o mare parte a energiei coliziunii e eliberată,

producing thousands of new particles.

producând astfel mii de particule noi.

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

Doar prin astfel de coliziuni pot fi create particulele masive

like the theorized dark matter, can be produced.

precum materia întunecată.

The collision points are surrounded by detectors

Punctele de coliziune sunt înconjurate de detectoare

containing about 100 million sensors.

care conțin 100 de milioane de senzori.

Like huge three-dimensional cameras,

Exact ca o cameră tridimensională,

they gather information on those new particles,

acestea strâng informații despre noile particule,

including their trajectory,

precum traiectoria,

electrical charge,

încărcătura electrică,

and energy.

și energia lor.

Odată procesate, computerele pot transforma coliziunea în imagine.

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

Each line is the path of a different particle,

Fiecare linie e traiectoria unei particule,

and different types of particles are color-coded.

iar fiecare tip de particulă are o anumită culoare.

Data from the detectors allows scientists to determine

Aceste date îi ajută pe oamenii de știință să își dea seama

what each of these particles is,

ce sunt aceste particule,

things like photons and electrons.

cum ar fi fotonii și electronii.

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

Detectoarele fac poze la aproximativ un miliard de coliziuni pe secundă

to find signs of extremely rare massive particles.

pentru a găsi semne ale unor particule masive extrem de rare.

To add to the difficulty,

Pentru a fi și mai dificil,

the particles we're looking for may be unstable

particulele pe care le căutăm s-ar putea să fie instabile

and decay into more familiar particles before reaching the sensors.

și să se descompună în particule cunoscute înainte de a ajunge la senzori.

Take, for example, the Higgs boson,

De exemplu, bosonul Higgs,

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

o particulă teoretică care a fost descoperită în 2012.

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

Șansele ca o coliziune să producă bosonul Higgs sunt de una la 10 miliarde,

and it only lasts for a tiny fraction of a second

și durează doar o fracțiune de secundă

before decaying.

înainte de a se descompune.

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

Însă oamenii de știință au creat modele teoretice pentru a-i ajuta.

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

În cazul bosonului Higgs, ei cred că acesta se descompune în doi fotoni.

So they first examined only the high-energy events

De aceea la început au examinat doar cazurile cu energie imensă

that included two photons.

și care includeau doi fotoni.

But there's a problem here.

Dar există o problemă.

There are innumerable particle interactions

Sunt nenumărate interacțiuni între particule

that can produce two random photons.

care pot produce doi fotoni.

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

Deci cum diferențiem bosonul Higgs de celelalte?

The answer is mass.

Răspunsul e masa.

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

Informația adunată de detectoare îi ajută pe oamenii de știință

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

să determine masa elementelor care au produs cei doi fotoni.

They put that mass value into a graph

Pun valoarea masei într-un grafic

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

și apoi repetă acest proces pentru toate evenimentele cu doi fotoni.

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

Majoritatea acestor evenimente sunt doar observații la întâmplare

what scientists call background events.

pe care oamenii de știință le numesc evenimente de fond.

Dar atunci când un boson Higgs e creat și se descompune în doi fotoni,

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

the mass always comes out to be the same.

masa are întotdeauna aceeași valoare.

Therefore, the tell-tale sign of the Higgs boson

Astfel, indicatorul bosonului Higgs

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

ar fi o mică protuberanță deasupra evenimentului de fond.

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

E nevoie de miliarde de încercări înainte să apară o astfel de protuberanță,

and it's only considered a meaningful result

și rezultatul e considerat important

if that bump becomes significantly higher than the background.

doar dacă acea protuberanță devine mult mai înaltă ca evenimentul de fond.

In the case of the Higgs boson,

În cazul bosonului Higgs,

the scientists at the LHC announced their groundbreaking result

oamenii de știință de la LHC au dezvăluit un rezultat revoluționar

when there was only a one in 3 million chance

când exista doar o șansă la 3 milioane

this bump could have appeared by a statistical fluke.

ca această protuberanță să apară din întâmplare.

So back to the dark matter.

Să ne întoarcem la materia întunecată.

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

Dacă protonii LHC au destulă energie pentru a o produce,

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

ar fi o întâmplare și mai rară decât bosonul Higgs.

So it takes quadrillions of collisions combined with theoretical models

E nevoie de cvadrilioane de coliziuni combinate cu modele teoretice

to even start to look.

doar pentru a începe căutarea.

That's what the LHC is currently doing.

Asta are loc acum la LHC.

By generating a mountain of data,

Prin generarea multor date,

we're hoping to find more tiny bumps in graphs

sperăm să găsim mai multe protuberanțe în grafice

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

care vor servi ca dovadă a unor particule necunoscute, cum ar fi materia întunecată.

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

Poate ce vom găsi nu va fi materia întunecată,

but something else

însă altceva

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

care va remodela felul în care înțelegem universul.

That's part of the fun at this point.

Asta e partea distractivă.

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

Nu știm ce vom descoperi.