Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

Почему нейтрино так важны — Сильвия Браво Галларт

Переводчик: Alexander Bukhonov Редактор: Anna Kotova

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

Они повсюду, но вы никогда их не увидите.

Trillions of them are flying through you right this second,

Триллионы этих частиц пролетают сквозь вас прямо сейчас,

but you can't feel them.

но вы этого не чувствуете.

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

Эти частицы-призраки называются нейтрино, и если мы научимся ловить их,

they can tell us about the furthest reaches

то они расскажут нам о самых далёких уголках

and most extreme environments of the universe.

и самых неистовых феноменах во Вселенной.

Neutrinos are elementary particles,

Нейтрино — это элементарные частицы.

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

Это означает, что их невозможно разделить на другие частицы, как, например, атомы.

Elementary particles are the smallest known building blocks

Элементарные частицы — это самые маленькие кирпичики,

of everything in the universe,

из которых состоит всё во Вселенной,

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

а нейтрино — одни из самых-самых маленьких таких частиц.

A million times less massive than an electron,

Масса нейтрино в миллион раз меньше массы электрона,

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

они пролетают сквозь материальные объекты, на них не действуют магнитные поля.

In fact, they hardly ever interact with anything.

На самом деле, они почти ни с чем не взаимодействуют.

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

Это означает, что они могут напрямую лететь через всю Вселенную

for millions, or even billions, of years,

на протяжении миллионов, даже миллиардов лет,

safely carrying information about where they came from.

сохраняя в себе информацию о том месте, откуда они родом.

So where do they come from?

Так откуда же они берутся?

Pretty much everywhere.

Да отовсюду.

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

Они рождаются в ваших телах в процессе радиоактивного распада калия.

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

Космические лучи в столкновениях с атомами земной атмосферы

create showers of them.

порождают целые потоки нейтрино.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

Они появляются в результате ядерных реакций на Солнце

and by radioactive decay inside the Earth.

и в результате радиоактивного распада внутри Земли.

And we can generate them in nuclear reactors

Мы и сами можем создавать их в ядерных реакторах

and particle accelerators.

и в ускорителях частиц.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

Но самые высокоэнергетичные нейтрино рождаются в дальнем космосе,

in environments that we know very little about.

в местах, о которых мы знаем очень мало.

Something out there, maybe supermassive black holes,

Там есть что-то, может быть, сверхмассивные чёрные дыры

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

или космическое динамо, которое нам только предстоит обнаружить,

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

и это что-то разгоняет космические лучи до энергий в миллионы раз бóльших,

than anything human-built accelerators have achieved.

чем те, которых мы достигаем в построенных нами ускорителях частиц.

These cosmic rays, most of which are protons,

Эти космические лучи, состоящие в основном из протонов,

interact violently with the matter and radiation around them,

бурно взаимодействуют с окружающей их материей и излучением,

producing high-energy neutrinos,

порождая при этом высокоэнергетичные нейтрино,

which propagate out like cosmic breadcrumbs

которые разлетаются и, как маленькие рассказчики,

that can tell us about the locations

могут поведать нам,

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

где и как протекают самые мощные космические явления во Вселенной.

That is, if we can catch them.

Правда, для этого нейтрино нужно поймать.

Neutrinos' limited interactions with other matter

То, что нейтрино почти не взаимодействуют с материей,

might make them great messengers,

делает их отличными переносчиками информации,

but it also makes them extremely hard to detect.

но из-за этого же свойства их невероятно сложно обнаружить.

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

Один из способов — найти огромную массу чистого прозрачного вещества и ждать,

and wait for a neutrino to reveal itself

пока попавшее в неё нейтрино проявит себя

by colliding with the nucleus of an atom.

путём столкновения с ядром одного из атомов.

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

Это и происходит в Антарктиде, в IceCube —

the world's largest neutrino telescope.

самом большом нейтринном телескопе в мире.

It's set up within a cubic kilometer of ice

Он находится в целом кубическом километре льда,

that has been purified by the pressure

который был очищен давлением

of thousands of years of accumulated ice and snow,

тысячелетних слоёв льда и снега

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

и превратился в одно из самых прозрачных твёрдых тел на Земле.

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

Мы просверлили в нём скважины и разместили более 5 000 детекторов,

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

но даже так большая часть космических нейтрино проходит через IceCube без следа.

But about ten times a year,

Но около десяти раз в год

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

одно высокоэнергетичное нейтрино сталкивается с молекулой льда,

shooting off sparks of charged subatomic particles

стреляя во все стороны потоками заряженных элементарных частиц,

that travel faster through the ice than light does.

которые проходят сквозь лёд быстрее света.

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

И как реактивный самолёт, летящий быстрее скорости звука,

produces a sonic boom,

создаёт звуковой удар,

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

так и эти частицы, движущиеся со сверхсветовой скоростью,

kind of a photonic boom.

оставляют за собой конус голубого света, фотонный удар.

This light spreads through IceCube,

Этот свет распространяется по IceCube

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

и улавливается некоторыми детекторами, находящимися на глубине больше километра.

Photomultiplier tubes amplify the signal,

Фотоэлектронные умножители усиливают сигнал,

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

в котором содержится информация о путях и энергиях этих заряженных частиц.

The data are beamed to astrophysicists around the world

Эти данные передаются астрофизикам по всему миру,

who look at the patterns of light

которые ищут в свойствах света

for clues about the neutrinos that produced them.

информацию о породившем его нейтрино.

These super energetic collisions are so rare

Такие высокоэнергетичные столкновения —

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

настолько редкая вещь, что учёные в IceCube дают имена всем этим нейтрино:

like Big Bird and Dr. Strangepork.

например, Большая Птица или Доктор Свинка.

IceCube has already observed

IceCube уже смог уловить

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

самые высокоэнергетичные космические нейтрино в истории человечества.

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

Эти нейтрино могут наконец-то рассказать нам, откуда берутся космические лучи

and how they reached such extreme energies.

и каким образом они разгоняются до таких огромных энергий.

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

Свет — от инфракрасного излучения до рентгеновских и гамма-лучей —

has given us increasingly energetic

позволяет нам видеть Вселенную

and continuously surprising views of the universe.

во всех её красках и постоянно удивляться новым открытиям.

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

Сейчас же мы стоим на пороге новой эпохи —

and we have no idea what revelations IceCube

эпохи нейтринной астрономии и мы не представляем,

and other neutrino telescopes may bring us

что IceCube и другие нейтринные телескопы

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

смогут рассказать нам о самых неистовых и высокоэнергетичных феноменах Вселенной.