Why neutrinos matter - Sílvia Bravo Gallart

Tại sao neutrino quan trọng - Sílvia Bravo Gallart

Translator: Thành Đào Công Reviewer: Huyen Truong

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

Chúng ở khắp nơi, nhưng không bao giờ bạn nhìn thấy chúng.

Trillions of them are flying through you right this second,

Hàng tỷ hạt bay qua bạn ngay giây phút này,

but you can't feel them.

nhưng bạn không thể cảm nhận được.

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

Các hạt ma này được gọi là neutrinos và nếu ta bắt được chúng,

they can tell us about the furthest reaches

chúng có thể kể cho ta biết về những vùng đất xa xôi

and most extreme environments of the universe.

và những môi trường địa cực của vũ trụ.

Neutrinos are elementary particles,

Neutrinos là các hạt cơ bản,

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

nghĩa là chúng không thể bị chia tách thành nhiều hạt như nguyên tử được.

Elementary particles are the smallest known building blocks

Hạt cơ bản là viên gạch nhỏ nhất được biết đến

of everything in the universe,

của mọi thứ trong vũ trụ,

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

và neutrino là một trong những hạt nhỏ nhất của các hạt nhỏ.

A million times less massive than an electron,

Một triệu lần nhẹ hơn so với electron,

neutrinos fly easily through matter, unaffected by magnetic fields.

neutrinos dễ dàng xuyên qua vật chất, không bị ảnh hưởng bởi từ trường.

In fact, they hardly ever interact with anything.

Thực ra, chúng khó mà tương tác với bất cứ gì.

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

Điều đó nghĩa là chúng có thể di chuyển xuyên vũ trụ trên đường thẳng

for millions, or even billions, of years,

trong hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm,

safely carrying information about where they came from.

mang thông tin về nơi chúng hình thành một cách an toàn.

So where do they come from?

Vậy chúng đến từ đâu?

Pretty much everywhere.

Có thể nói từ mọi nơi.

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

Chúng được tạo thành trong cơ thể bạn từ sự phân rã phóng xạ của Ka-li.

Cosmic rays hitting atoms in the Earth's atmosphere

Tia vũ trụ đập vào nguyên tử trong khí quyển Trái Đất

create showers of them.

tạo ra hàng tá chúng.

They're produced by nuclear reactions inside the sun

Chúng được tạo thành từ phản ứng hạt nhân bên trong Mặt Trời.

and by radioactive decay inside the Earth.

và từ sự phân rã hạt nhân bên trong Trái Đất.

And we can generate them in nuclear reactors

Và ta có thể tạo ra chúng trong lò phản ứng hạt nhân

and particle accelerators.

và các máy gia tốc hạt.

But the highest energy neutrinos are born far out in space

Nhưng neutrinos cao năng lượng nhất được sinh ra từ xa xôi trong vũ trụ

in environments that we know very little about.

trong môi trường mà ta biết rất ít về nó.

Something out there, maybe supermassive black holes,

Thứ gì đó, có thể là lỗ đen khổng lồ,

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

hoặc có thể máy phát điện vũ trụ mà chúng ta chưa khám phá,

accelerates cosmic rays to energies over a million times greater

gia tốc tia vũ trụ để cung cấp năng lượng lớn hơn hàng triệu lần

than anything human-built accelerators have achieved.

bất cứ máy gia tốc nhân tạo nào đã đạt được.

These cosmic rays, most of which are protons,

Những tia vũ trụ này, hầu hết là protons,

interact violently with the matter and radiation around them,

tương tác vô độ với vật chất và phóng xạ xung quanh chúng,

producing high-energy neutrinos,

sản xuất ra neutrinos năng lượng cao,

which propagate out like cosmic breadcrumbs

phóng ra như bánh mì vụn vũ trụ

that can tell us about the locations

mà có thể nói cho ta biết về vị trí

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

và nội tại của cỗ máy mạnh nhất vũ trụ.

That is, if we can catch them.

Đúng là vậy, nếu ta có thể bắt được chúng.

Neutrinos' limited interactions with other matter

Sự tương tác có giới hạn của neutrinos tới vật chất khác

might make them great messengers,

khiến chúng trở thành người đưa tin tuyệt vời,

but it also makes them extremely hard to detect.

nhưng cũng đồng thời khiến chúng cực kỳ khó phát hiện.

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

Có một cách là đặt vật liệu trong suốt có thể tích khổng lồ trên đường đi của chúng

and wait for a neutrino to reveal itself

và đợi cho một neutrino tự phát giác

by colliding with the nucleus of an atom.

bằng cách va chạm với hạt nhân một nguyên tử.

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

Đó là những gì xảy ra ở Nam Cực tại IceCube,

the world's largest neutrino telescope.

kính viễn vọng neutrino lớn nhất thế giới.

It's set up within a cubic kilometer of ice

Họ lắp đặt 1 km3 băng đá

that has been purified by the pressure

đã được thanh lọc bằng áp suất

of thousands of years of accumulated ice and snow,

của băng tuyết được tích luỹ từ hàng ngàn năm,

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

tới một điểm chúng là một trong những chất rắn trong suốt nhất Trái Đất.

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

Và mặc dù nó được bắn qua lỗ khoan được lắp hơn 5000 máy dò,

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

hầu hết neutrinos vũ trụ vượt qua IceCube mà không để lại dấu vết gì.

But about ten times a year,

Nhưng khoảng 10 lần một năm,

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

một neutrino năng lượng cao đơn lẻ va chạm với một phân tử băng,

shooting off sparks of charged subatomic particles

bắn ra chùm tia các hạt hạ nguyên tử mang điện

that travel faster through the ice than light does.

di chuyển qua băng nhanh hơn ánh sáng.

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

Tương tự như cách một máy bay vượt qua tốc độ âm thanh

produces a sonic boom,

tạo ra tiếng nổ siêu thanh,

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

những hạt mang điện nhanh hơn ánh sáng này để lại tia sáng xanh hình nón,

kind of a photonic boom.

tựa như một vụ nổ quang tử.

This light spreads through IceCube,

Ánh sáng này truyền qua IceCube,

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

đập vào một số máy dò nằm dưới bề mặt hơn một dặm.

Photomultiplier tubes amplify the signal,

Ống nhân quang phóng đại tín hiệu,

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

nơi chứa thông tin về đường đi và năng lượng của các hạt mang điện.

The data are beamed to astrophysicists around the world

Dữ liệu này được gửi cho các nhà vật lý thiên văn khắp thế giới,

who look at the patterns of light

những người nhìn vào mô hình ánh sáng

for clues about the neutrinos that produced them.

để tìm thông tin về neutrinos đã tạo ra chúng.

These super energetic collisions are so rare

Những va chạm năng lượng cực cao này rất hiếm

that IceCube's scientists give each neutrino nicknames,

đến nỗi các nhà khoa học của IceCube đặt các biệt danh cho neutrino,

like Big Bird and Dr. Strangepork.

ví dụ là Big Bird và Dr. Strangepork.

IceCube has already observed

IceCube đã quan sát được

the highest energy cosmic neutrinos ever seen.

neutrinos vũ trụ có năng lượng cao nhất từ trước đến nay.

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

Neutrinos mà nó phát hiện ra cho ta biết các tia vũ trụ từ đâu đến

and how they reached such extreme energies.

và làm sao chúng đạt được năng lượng cao như vậy.

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

Ánh sáng, từ hồng ngoại, tới tia x, tới tia gamma,

has given us increasingly energetic

đã cho ta biết góc nhìn ngày càng mạnh

and continuously surprising views of the universe.

và đáng ngạc nhiên về vũ trụ.

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

Chúng ta mới ở kì sơ khai của thiên văn về neutrino,

and we have no idea what revelations IceCube

và chúng ta không biết gì về mối liên hệ mà IceCube

and other neutrino telescopes may bring us

và các kính thiên văn neutrino khác có thể đem lại

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

về hiện tượng vô độ và đầy năng lượng nhất vũ trụ.