Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

ทำไมนิวทริโนถึงสำคัญ - ซิลเวีย บราโว กัลลาร์ท (Sílvia Bravo Gallart)

Translator: SUPANUT JAISOM Reviewer: Rawee Ma

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

พวกมันอยู่ทุกหนทุกแห่ง แต่คุณจะไม่มีทางได้เห็นมัน

Trillions of them are flying through you right this second,

พวกมันนับล้านล้านตัวกำลังบิน ผ่านคุณไป ณ วินาทีนี้

but you can't feel them.

แต่คุณไม่สามารถรู้สึกพวกมัน

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

อนุภาคผีเหล่านี้ถูกเรียกว่า นิวทรีโน และถ้าพวกเราจับมันได้

they can tell us about the furthest reaches

พวกมันสามารถเบอกเราเกี่ยวกับที่อันไกลโพ้น

and most extreme environments of the universe.

และสิ่งแวดล้อมสุดโต่งที่สุดในจักรวาล

Neutrinos are elementary particles,

นิวทริโนเป็นอนุภาคมูลฐาน

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

หมายความว่า พวกมันไม่สามารถถูกแบ่งย่อย เป็นอนุภาคอื่นๆในแบบที่อะตอมทำได้

Elementary particles are the smallest known building blocks

อนุภาคมูลฐานคือส่วนที่เล็กที่สุด

of everything in the universe,

ของทุกสิ่งทุกอย่างในจักรวาล

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

และนิวทรีโนคือหนึ่งในสิ่งที่เล็กที่สุด ของสิ่งเล็กๆอีกขั้นหนึ่ง

A million times less massive than an electron,

มีมวลน้อยกว่าอิเล็กตรอนนับล้านเท่า

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

นิวทรีโนเคลื่อนผ่านสสารไปอย่างง่ายดาย และไม่ถูกกระทบจากสนามแม่เหล็ก

In fact, they hardly ever interact with anything.

อันที่จริง พวกมันแทบจะไม่โต้ตอบกับอะไรเลย

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

นั่นหมายความว่าพวกมันสามารถเดินทาง ผ่านจักรวาลได้ในแนวเส้นตรง

for millions, or even billions, of years,

เป็นเวลาล้านๆหรือพันๆล้านปี

safely carrying information about where they came from.

ส่งข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งที่ พวกมันมาอย่างปลอดภัย

So where do they come from?

แล้วพวกมันมาจากไหนกันล่ะ

Pretty much everywhere.

แทบจะทุกหนทุกแห่ง

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

พวกมันถูกสร้างขึ้นในร่างกายคุณ จากสลายตัวของสารกัมมันตรังสีของโพแทสเซียม

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

รังสีคอสมิกชนอะตอม ในชั้นบรรยากาศของโลก

create showers of them.

สร้างเม็ดห่าฝนอะตอม

They're produced by nuclear reactions inside the sun

พวกมันถูกผลิตขึ้นโดยพลังงานนิวเคลียร์ ภายในดวงอาทิตย์

and by radioactive decay inside the Earth.

และโดยสลายตัวของสารกัมมันตรังสี ภายในโลก

And we can generate them in nuclear reactors

และพวกเราสามารถผลิตมันได้ ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

and particle accelerators.

และเครื่องเร่งอนุภาค

But the highest energy neutrinos are born far out in space

แต่นิวตริโนที่มีพลังงานสูงสุด จะเกิดห่างไกลออกไปในอวกาศ

in environments that we know very little about.

ในสภาพแวดล้อมที่พวกเราแทบจะไม่รู้จัก

Something out there, maybe supermassive black holes,

บางอย่างข้างนอกนั่น อาจจะเป็นหลุมดำขนาดมหึมา

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

หรืออาจจะไดนาโมจักรวาล ที่เรายังไม่ได้ค้นพบ

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

เร่งรังสีคอสมิกให้มีพลังงาน เพิ่มขึ้นคิดเป็นล้านเท่ามากกว่า

than anything human-built accelerators have achieved.

สิ่งที่เครื่องเร่งอนุภาคฝีมือมนุษย์ จะสามารถทำได้

These cosmic rays, most of which are protons,

รังสีคอสมิกเหล่านี้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโปรตอน

interact violently with the matter and radiation around them,

โต้ตอบอย่างรุนแรงกับสสารนี้ และการฉายรังสีรอบๆพวกมัน

producing high-energy neutrinos,

สร้างนิวทริโนพลังงานสูง

which propagate out like cosmic breadcrumbs

ซึ่งแพร่ออกมาราวกับเศษขนมปังในอวกาศ

that can tell us about the locations

ที่สามารถบอกเราเกี่ยวกับตำแหน่ง

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

และภายในของเครื่องยนต์อวกาศ ที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาล

That is, if we can catch them.

กล่าวคือ ถ้าพวกเราจับมันได้

Neutrinos' limited interactions with other matter

ปฎิกิริยาที่จำกัดของนิวทริโน ที่มีต่อสสารอื่น

might make them great messengers,

อาจจะทำให้พวกมันเป็นตัวส่งสารที่ยิ่งใหญ่

but it also makes them extremely hard to detect.

แต่มันก็ยากมากที่จะตรวจจับมัน

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

การใส่วัสดุโปร่งแสงบริสุทธิ์ในปริมาณมาก เข้าไปในเส้นทางของมันคือวิธีหนึ่ง

and wait for a neutrino to reveal itself

และรอให้นิวทริโนเปิดเผยตัวมัน

by colliding with the nucleus of an atom.

โดยการปะทะกับนิวเคลียสของอะตอม

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

นั่นคือสิ่งที่กำลังเกิดขึ้น ในแอนตาร์คติกาที่ไอซ์คิวบ์

the world's largest neutrino telescope.

กล้องโทรทรรศน์นิวตริโนที่ใหญ่ที่สุดในโลก

It's set up within a cubic kilometer of ice

มันถูกติดตั้งภายในน้ำแข็ง 1 ลูกบาศก์เมตร

that has been purified by the pressure

ที่ได้รับการทำให้บริสุทธิ์โดยแรงดัน

of thousands of years of accumulated ice and snow,

ของน้ำแข็งและหิมะที่ถูกเก็บกักไว้ เป็นเวลาหลายพันปี

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

ถึงจุดที่มันเป็นหนึ่งในของแข็ง ที่ใสมากที่สุดบนโลก

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

และถึงแม้ว่ามันจะถูกยิงผ่านรูเจาะ ที่มีเครื่องตรวจจับกว่า 5000 เครื่อง

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

นิวทริโนคอสมิกส่วนมากจะที่วิ่ง ผ่าน ไอซ์คิวบ์จะไม่มีทางทิ้งร่องรอยไว้

But about ten times a year,

แต่ประมาณ 10 ครั้งต่อปี

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

นิวทรีโนพลังงานสูงปะทะกับโมเลกุลน้ำแข็ง

shooting off sparks of charged subatomic particles

มีประกายของอนุภาคมีประจุ

that travel faster through the ice than light does.

ที่เดินทางเร็วกว่าแสงผ่านน้ำแข็ง

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

ในทางเดียวกันกับเครื่องบินที่เร็วกว่าเสียง

produces a sonic boom,

สร้างโซนิคบูม

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

อนุภาคมีประจุที่มีประกายแสงจ้าเหล่านี้ ทิ้งแสงสีฟ้ารูปกรวยเอาไว้

kind of a photonic boom.

ประมาณว่าโฟโตนิคบูม

This light spreads through IceCube,

แสงนี้กระจายตัวผ่านไอซ์คิวบ์

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

กระทบกับเครื่องตรวจจับบางเครื่อง ที่อยู่ใต้พิ้นผิวกว่า 1 ไมล์

Photomultiplier tubes amplify the signal,

หลอดกระจายแสงขยายสัญญาณ

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

ซึ่งบรรจุข้อมูลเกี่ยวกับพลังงาน และวิถีของอนุภาคมีประจุ

The data are beamed to astrophysicists around the world

ข้อมูลถูกส่งให้กับ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทั่วโลก

who look at the patterns of light

ซึ่งศึกษารูปแบบต่างๆของแสง

for clues about the neutrinos that produced them.

หาเงื่อนงำเกี่ยวกับนิวทริโนที่ผลิตมัน

These super energetic collisions are so rare

การปะทะกันทางพลังงานเหล่านี้ เกิดขึ้นน้อยมาก

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

จนกระทั่งนักวิทยาศาสตร์ของไอซ์คิวบ์ตั้ง ชื่อเล่นให้นิวทริโน

like Big Bird and Dr. Strangepork.

เช่น บิ๊กเบิร์ดและ ดร. สเตรงจ์พอร์ค

IceCube has already observed

ไอซ์คิวบ์ได้สังเกตแล้วว่า

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

นิวทริโนคอสมิคที่มีพลังงานสูง ที่สุดเท่าที่เคยมีมา

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

ในที่สุดนิวทริโนที่ไอซ์คิวบ์ตรวจพบ ควรจะบอกพวกเราเกี่ยวกับที่มาของรังสีคอสมิก

and how they reached such extreme energies.

และวิธีที่พวกมันไปถึงพลังงานสูงขนาดนั้น

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

แสงจากอินฟราเรดสู่เอ็กซเรย์สู่รังสีแกมม่า

has given us increasingly energetic

ได้ให้มุมมองที่มีพลังมากขึ้น

and continuously surprising views of the universe.

และน่าแปลกใจอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับจักรวาล

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

พวกเราตอนนี้อยู่ในยุคเริ่มต้นของ ดาราศาสตร์นิวตริโน

and we have no idea what revelations IceCube

และพวกเราก็ไม่ทราบถึงสิ่งที่ ไอซ์คิวบ์จะเปิดเผย

and other neutrino telescopes may bring us

และกล้องโทรทรรศน์นิวตริโนอื่น ๆ

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

เกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่ทรงพลังและ รุนแรงมากที่สุดในจักรวาล