Is it possible to create a perfect vacuum? - Rolf Landua and Anais Rassat

Translator: Visvajit Sriramrajan Reviewer: Tharique Azeez

The universe is bustling with matter and energy.

இந்த பிரபஞ்சம் பருப்பொருட்கள் மற்றும் சக்தி ஆகியன மிக ஆற்றல் மிகுந்தவை.

Even in the vast apparent emptiness of intergalactic space,

பால்வெளியிடை விண்வெளியின் பரந்த வெறுமையில் கூட

there's one hydrogen atom per cubic meter.

கன மீட்டருக்கு ஒரு நீரிம அணு.

That's not the mention a barrage of particles

அது மட்டும் இல்லாமல், நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன்

and electromagnetic radiation

திரள்கள் முதல் கருந்துளைகள் வரை செல்கின்ற துகள்கள்

passing every which way from stars, galaxies, and into black holes.

மற்றும் மின்காந்த கதிர்வீச்சும் உள்ளன.

There's even radiation left over from the Big Bang.

பெருவெடிப்பில் இருந்து கதிர்வீச்சு கூட மிச்சம் உள்ளது.

So is there such thing as a total absence of everything?

ஆகவே, உண்மையாக ஒன்றுமில்லா நிலைமை உள்ளதா?

This isn't just a thought experiment.

இது வெறும் சிந்தனை பரிசோதனை இல்லை.

Empty spaces, or vacuums, are incredibly useful.

ஒன்றுமில்லா இடங்கள், அல்லது வெற்றிடங்கள் மிகவும் பயனுள்ளன.

Inside our homes, most vacuum cleaners work

நமது இல்லங்களுக்குள், பெரும்பாலான தூசி உறிஞ்சிகள்

by using a fan to create a low-pressure relatively empty area

குறைந்த அழுத்தம் கொண்ட காலி இடத்தை உண்டாக்க, மின்விசிரி மூலம்

that sucks matter in to fill the void.

பருப்பொருட்களை உறிஞ்சி, இவ்வெற்றிடத்தை நிறைக்கின்றன.

But that's far from empty.

ஆனால் இக்காலியிடம் உண்மையாகவே காலி இல்லை.

There's still plenty of matter bouncing around.

பல பருப்பொருட்கள் இன்னும் உள்ளன.

Manufacturers rely on more thorough, sealed vacuums

வியாபாரிகள் இன்னும் பலனுள்ள, பொறித்த வெற்றிடங்களை

for all sorts of purposes.

அனைத்து பயன்களுக்கும் நம்புகின்றனர்.

That includes vacuum-packed food that stays fresh longer,

உதாரணத்திற்கு, வெற்றிடத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட உணவுகள் அதிக காலம்

and the vacuums inside early light bulbs that protected filaments from degrading.

புதிதாக உள்ளப்படும், மற்றும் பழைய மின்விளக்குகளுக்குள் இருந்த இழைகள் அவை இழிவுப்படாமல் பாதுகாத்தன.

These vacuums are generally created with some version

இவ்வெற்றிடங்கள் பொதுவாக தூசி உரிஞ்சிகளை போலவே

of what a vacuum cleaner does

உண்டாக்கப்படுகின்றன. போதுமான உறிஞ்சுதலை உயர் இயங்கும்

using high-powered pumps that create enough suction

விசைக்குழாய்கள் மூலம் முடிந்தவரை சிதறலான அணுக்களை

to remove as many stray atoms as possible.

நீக்குகின்றன.

But the best of these industrial processes

ஆனால், இத்தொழில்துறையின் சிறந்த செயல்முறை

tends to leave hundreds of millions of atoms

ஒரு கன செண்டிமீட்டருக்கு பத்து கோடிகளுக்கும் மேற்பட்ட

per cubic centimeter of space.

அணுக்களை விடுகின்றது.

That isn't empty enough for scientists who work on experiments,

பரந்த ஹாட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரத்தை போல் பத்து மணிநேரங்களுக்கும் மேல்

like the Large Hadron Collider,

சிதறலான அணுக்கல் மேல் படாமல் சுமார் ஒளியின் வேகத்தில் சுற்ற வேண்டிய

where particle beams need to circulate at close to the speed of light

பருப்பொருள் கற்றைகளை சார்ந்த அறிவியல் சோதனைகளை ஆய்வு செய்கின்றோருக்கு

for up to ten hours without hitting any stray atoms.

இது போதுமான காலி இல்லை.

So how do they create a vacuum?

அப்பொழுது, வெற்றிடத்தை எப்படி உண்டாக்குகின்றனர்?

The LHC's pipes are made of materials, like stainless steel,

இந்த பெருவெடிப்பியந்திரம் எஃகு போல்

that don't release any of their own molecules

சிதறலான வாயுக்களை உறிவதற்கு ஒரு சிறப்புப் பூச்சு கொண்டது, மற்றும்

and are lined with a special coating to absorb stray gases.

தானாகவே மூலக்கூறுகளை வெளியிடமால் இருப்பது.

Raising the temperature to 200 degrees Celsius

200 டிகிரி செல்சியஸ் வரை வெப்பநிலையை ஏற்றுக்கொள்வது

burns off any moisture,

எல்லா ஈரத்தையும் நீக்கிடும்.

and hundreds of vacuum pumps take two weeks to trap enough gas and debris

மேலும், இப்பெருவெடிப்பியந்திரத்தின் மிக முக்கியமான திட்டங்களில், நூற்றுக்கணக்கான வெற்றிட விசைக்குழாய்கள் போதுமான வாயுவையும்

out of the pipes for the collider's incredibly sensitive experiments.

கழிபொருளையும் நீக்குவதற்கு இரண்டு வாரம் ஆகும்.

Even with all this,

இருப்பினும்,

the Large Hadron Collider isn't a perfect vacuum.

பரந்த ஹாட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரம் குறையற்ற வெற்றிடம் அல்ல.

In the emptiest places, there are still

மிக காலியனா இடங்களில் கூட

about 100,000 particles per cubic centimeter.

ஒரு கன செண்டிமீட்டருக்கு 100,000 பருபொருட்கள் உள்ளன.

But let's say an experiment like that could somehow get every last atom out.

இதை போன்ற ஒரு அறிவியல் சோதனையால் உண்மையாகவே அனைத்து அணுக்களை நீக்க

There's still an unfathomably huge amount of radiation all around us

முடிந்தால் கூட, நம்மை சுற்றி, சுவர்களைத் தாண்டி செல்ல முடிந்த

that can pass right through the walls.

ஒரு வெகு அளவு கதிர்வீச்சு உள்ளது.

Every second, about 50 muons from cosmic rays,

ஒவ்வொரு நொடியும், சுமார் 50 மியுயான்கள் அண்டக்கதிர்களில் இருந்து வருகின்றன.

10 million neutrinos coming directly from the Big Bang,

ஒரு கோடி நியுட்ரீனோக்கள் நேரடியாக பெருவெடிப்பில் இருந்து வருகின்றன.

30 million photons from the cosmic microwave background,

3 கோடி ஒளியன்கள் அண்டவியல் நுண்ணலை பின்னணியில் இருந்து வருகின்றன.

and 300 trillion neutrinos from the Sun pass through your body.

300 ட்ரில்லியன் நியுட்ரீனோகள் சூரியத்தில் தொடங்கி நம் உடல்கள் வரை செல்கின்றன.

It is possible to shield vacuum chambers with substances,

நீரைப் போலவே, கதிர்வீச்சால்

including water,

பாதிக்கபடாதவையால்

that absorb and reflect this radiation,

வெற்றிடங்களை தடுக்க முடியும்.

except for neutrinos.

நியுட்ரீனோகளை தவிர.

Let's say you've somehow removed all of the atoms

அனுமானப்பூர்வமாக, அனைத்து அணுக்களை நீக்கி, அனைத்து கதிர்வீச்சையும்

and blocked all of the radiation.

தடுத்துள்ளோம் என நினையுங்கள்.

Is the space now totally empty?

இடம் முழுமையாக காலியாயிடுமா?

Actually, no.

இல்லை.

All space is filled with what physicists call quantum fields.

ஒரு இடம், இயற்பியலாளர்கள் 'குவாண்டம் ஃபீல்டுகள்' என அழைப்பதால் நிறைக்கப்படுகிறது.

What we think of as subatomic particles,

அணுவகத்துகள், மின்னணுக்கள், புரோட்டான்கள்

electrons and photons and their relatives,

என அழைப்பது உண்மையில்

are actually vibrations in a quantum fabric

பிரபஞ்சம் முழுவதும் நீண்டும், ஒரு குவாண்டம்

that extends throughout the universe.

ஃபாப்ரிக்கில் ரீங்காரங்கள்.

And because of a physical law called the Heisenberg Principle,

'ஹைன்ஸ்பர்க் ப்ரின்சிப்பல்' என்கின்ற இயற்பியல் கோட்பாடினால்

these fields never stop oscillating,

இந்த ஃபீல்டுகள் ஊசலாடுவதை ஒருபோதும் நிறுத்தாது,

even without any particles to set off the ripples.

சிற்றலைகளை ஊக்கப்படுத்திவிடுவதற்கு துகள்களின்றி கூட.

They always have some minimum fluctuation called a vacuum fluctuation.

எப்போதும், வெற்றிடத்தில் ஓரளவுக்கு ஏற்றமிறக்கம் ஊள்ளப்படும்.

This means they have energy, a huge amount of it.

ஆகவே, இவை உயர் ஆற்றல் கொண்டன.

Because Einstein's equations tell us that mass and energy are equivalent,

ஏனென்றால், ஐன்ஸ்டைனின் கணக்கீடுகள் நிறையும் ஆற்றலும் சமமானவை என்றும்,

the quantum fluctuations in every cubic meter of space

ஒவ்வொரு கன மீட்டரின் குவாண்டம் ஏற்றமிறக்கங்கள் சுமார் 4 புரோட்டான்கள்

have an energy that corresponds to a mass of about four protons.

சார்ந்த ஆற்றல் கொண்டன என்றும் தெரிகிறது.

In other words, the seemingly empty space inside your vacuum

எளிதாக, வெளித்தோற்றத்தில் காலியாக தெரியும் வெற்றிடம்

would actually weigh a small amount.

உண்மையில் மிக சிறிய எடை கொண்டது.

Quantum fluctuations have existed since the earliest moments of the universe.

பிரபஞ்சத்தின் தொன்மையான கணங்களில் கூட குவாண்டம் ஏற்றமிறக்கங்கள் இருந்தன.

In the moments after the Big Bang,

பெருவெடிப்பு நடைபெற்ற பிறகு,

as the universe expanded,

பிரபஞ்சம் விரிவாக விரிவாக,

they were amplified and stretched out to cosmic scales.

இந்த ஏற்றமிறக்கங்கள் பெரிதாகி நீண்டன.

Cosmologists believe that these original quantum fluctuations

இன்று காண முடிந்த விண்மீன்கள், பிரபஞ்ச அமைப்பு, கிரகங்கள்,

were the seeds of everything we see today:

மற்றும் சூரிய குடும்பம், எல்லாம்

galaxies and the entire large scale structure of the universe,

அம்மூல குவாண்டம் ஏற்றமிறக்கங்களின்

as well as planets and solar systems.

அடிப்படையில் தான் உருவாக்கப்பட்டன.

They're also the center of one of the greatest scientific mysteries of our time

மேலும், நமது காலத்தின் ஒரு பெரிய தெளிவின்மையாகும்.

because according to the current theories,

ஏனென்றால், தற்பொழுதைய கோட்பாடுகளின் படி,

the quantum fluctuations in the vacuum of space

விண்வெளி வெற்றிடத்தின் குவாண்டம் ஏற்றமிறக்கங்கள்

ought to have 120 orders of magnitude more energy than we observe.

120 அலகுகள் அதிக பரிமாணம் கொண்டு இருந்திருக்க வேண்டும்.

Solving the mystery of that missing energy

அந்த காணாமல் போன ஆற்றலை கண்டுப்பிடிப்பது

may entirely rewrite our understanding of physics and the universe.

நமது இயற்பியல் மற்றும் பிரபஞ்சம் புரிதலை முழுமையாகவே மாற்றியமைக்கப்படும்.