Patricia Burchat: Shedding light on dark matter

Traduttore: Alberto Pagani Revisore: Paolo Marcazzan

As a particle physicist, I study the elementary particles

Come fisico delle particelle mi occupo delle particelle elementari

and how they interact on the most fundamental level.

e delle loro interazioni fondamentali.

For most of my research career, I've been using accelerators,

Per quasi tutta la mia carriera di ricercatrice ho usato acceleratori,

such as the electron accelerator at Stanford University, just up the road,

ad esempio l'acceleratore di elettroni alla Stanford University qui a due passi,

to study things on the smallest scale.

per studiare le cose più piccole che esistono.

But more recently, I've been turning my attention

Ultimamente però ho concentrato la mia attenzione

to the universe on the largest scale.

sull'universo nella sua scala più grande.

Because, as I'll explain to you,

Questo perchè, come vedrete,

the questions on the smallest and the largest scale are actually very connected.

le domande sull'estremamente piccolo e sull'estremamente grande sono in realtà connesse.

So I'm going to tell you about our twenty-first-century view of the universe,

Vi parlerò della visione dell'universo che abbiamo nel ventunesimo secolo,

what it's made of and what the big questions in the physical sciences are --

dei suoi componenti e di quali siano le grandi domande della fisica

at least some of the big questions.

- alcune delle grandi domande.

So, recently, we have realized

Abbiamo capito solo recentemente

that the ordinary matter in the universe --

che la materia ordinaria di cui è composto l'universo

and by ordinary matter, I mean you, me,

- e per ordinaria intendo voi, io,

the planets, the stars, the galaxies --

i pianeti, le stelle, le galassie -

the ordinary matter makes up only a few percent

la materia ordinaria può giustificare solo una piccola percentuale

of the content of the universe.

di quello che è contenuto nell'universo.

Almost a quarter, or approximately a quarter

Quasi un quarto, approssimativamente,

of the matter in the universe, is stuff that's invisible.

di tutta la materia nell'universo, è costituito di sostanza invisibile.

By invisible, I mean it doesn't absorb in the electromagnetic spectrum.

Per invisibile intendo che non assorbe nello spettro elettromagnetico.

It doesn't emit in the electromagnetic spectrum. It doesn't reflect.

Non emette nello spettro elettromagnetico. Non riflette.

It doesn't interact with the electromagnetic spectrum,

Non interagisce con lo spettro elettromagnetico,

which is what we use to detect things.

che è cio' che utilizziamo per rilevare le cose.

It doesn't interact at all. So how do we know it's there?

Non interagisce in alcun modo. Quindi come sappiamo che c'è?

We know it's there by its gravitational effects.

Lo sappiamo a causa degli effetti gravitazionali.

In fact, this dark matter dominates

In effetti, questa materia oscura domina

the gravitational effects in the universe on a large scale,

le forze gravitazionali di tutto l'universo,

and I'll be telling you about the evidence for that.

e vi mostrerò le prove di questa affermazione.

What about the rest of the pie?

E il resto della torta?

The rest of the pie is a very mysterious substance called dark energy.

E' composta da una sostanza misteriosa chiamata energia oscura.

More about that later, OK.

Vi parlerò anche di quella tra un attimo.

So for now, let's turn to the evidence for dark matter.

Per il momento concentriamoci sulle prove riguardo la materia oscura.

In these galaxies, especially in a spiral galaxy like this,

In queste galassie, particolarmente nelle galassie a spirale,

most of the mass of the stars is concentrated in the middle of the galaxy.

la maggior parte della massa delle stelle è concentrata nel centro della galassia.

This huge mass of all these stars keeps stars in circular orbits in the galaxy.

La massa enorme di tutte queste stelle ne tiene altre in orbita circolare,

So we have these stars going around in circles like this.

quindi abbiamo moltissime stelle che girano in cerchio, così.

As you can imagine, even if you know physics, this should be intuitive, OK --

E' facile capire, anche se non conoscete la fisica - dovrebbe essere intuitivo -

that stars that are closer to the mass in the middle will be rotating at a higher speed

che le stelle più vicine alla massa al centro dovrebbero muoversi più velocemente

than those that are further out here, OK.

di quelle all'esterno, giusto?

So what you would expect is that if you measured the orbital speed of the stars,

Quello che ci si aspetterebbe misurando le velocità orbitali di queste stelle, quindi,

that they should be slower on the edges than on the inside.

è che dovrebbero essere più lente all'esterno rispetto all'interno.

In other words, if we measured speed as a function of distance --

In altre parole, se misurassimo la velocità in funzione della distanza

this is the only time I'm going to show a graph, OK --

- questo è l'unico grafico che farò vedere, promesso -

we would expect that it goes down as the distance increases

ci aspetteremmo che scendesse al crescere della distanza

from the center of the galaxy.

dal centro della galassia.

When those measurements are made,

Quando effettivamente facciamo i calcoli,

instead what we find is that the speed is basically constant,

scopriamo che la velocità rimane praticamente costante

as a function of distance.

al crescere della distanza.

If it's constant, that means that the stars out here

E se è costante significa che le stelle all'esterno

are feeling the gravitational effects of matter that we do not see.

risentono di forze gravitazionali generate da materia che non vediamo.

In fact, this galaxy and every other galaxy

In effetti, questa e tutte le altre galassie

appears to be embedded in a cloud of this invisible dark matter.

sembrano essere avvolte in una nuvola di questa invisibile materia oscura.

And this cloud of matter is much more spherical than the galaxy themselves,

Questa nuvola di materia è molto più sferica delle galassie stesse,

and it extends over a much wider range than the galaxy.

e si estende per un raggio molto più vasto della galassia.

So we see the galaxy and fixate on that, but it's actually a cloud of dark matter

Noi vediamo la galassia e ci concentriamo su quella, ma in realtà è la nuvola di materia oscura

that's dominating the structure and the dynamics of this galaxy.

a dominare la struttura e le dinamiche della galassia.

Galaxies themselves are not strewn randomly in space;

Le galassie inoltre non si trovano sparse a caso nello spazio;

they tend to cluster.

tendono a formare ammassi.

And this is an example of a very, actually, famous cluster, the Coma cluster.

Ecco un esempio abbastanza famoso: l'ammasso della Chioma.

And there are thousands of galaxies in this cluster.

Ci sono migliaia di galassie in questo ammasso.

They're the white, fuzzy, elliptical things here.

Sono gli oggetti bianchi, ellittici e sfocati.

So these galaxy clusters -- we take a snapshot now,

Se fotografiamo questi ammassi, adesso

we take a snapshot in a decade, it'll look identical.

e tra una decina d'anni, sembreranno esattamente uguali.

But these galaxies are actually moving at extremely high speeds.

In realtà queste galassie si muovono ad altissime velocità,

They're moving around in this gravitational potential well of this cluster, OK.

e si muovono intorno al pozzo gravitazionale creato dall'ammasso.

So all of these galaxies are moving.

Tutte le galassie si muovono.

We can measure the speeds of these galaxies, their orbital velocities,

Possiamo misurare le velocità orbitali di queste galassie

and figure out how much mass is in this cluster.

e quindi calcolare quanta massa c'è in questi agglomerati.

And again, what we find is that there is much more mass there

Scopriamo che c'è molta più massa di quanta

than can be accounted for by the galaxies that we see.

possiamo giustificare con le galassie che vediamo.

Or if we look in other parts of the electromagnetic spectrum,

Se guardiamo in altre parti dello spettro elettromagnetico

we see that there's a lot of gas in this cluster, as well.

vediamo che c'è anche molto gas in questo ammasso,

But that cannot account for the mass either.

ma neanche questo può render conto della massa.

In fact, there appears to be about ten times as much mass here

A conti fatti sembra che ci sia una massa circa 10 volte maggiore

in the form of this invisible or dark matter

sotto forma di materia oscura invisibile

as there is in the ordinary matter, OK.

rispetto alla materia ordinaria.

It would be nice if we could see this dark matter a little bit more directly.

Sarebbe bello se potessimo vedere questa materia oscura più chiaramente.

I'm just putting this big, blue blob on there, OK,

Io inserisco questa grossa bolla blu

to try to remind you that it's there.

giusto per ricordarci che c'è.

Can we see it more visually? Yes, we can.

Possiamo renderla più chiaramente visibile? Certo.

And so let me lead you through how we can do this.

Ora vi mostro come possiamo fare.

So here's an observer:

Qui c'è un osservatore:

it could be an eye; it could be a telescope.

può essere un occhio o un telescopio.

And suppose there's a galaxy out here in the universe.

Supponiamo ci sia una galassia da qualche parte nell'universo.

How do we see that galaxy?

Come facciamo a vederla?

A ray of light leaves the galaxy and travels through the universe

Un raggio di luce parte dalla galassia e dopo aver attraversato l'universo

for perhaps billions of years

impiegando anche miliardi di anni

before it enters the telescope or your eye.

arriva ed entra nel telescopio o nell'occhio.

Now, how do we deduce where the galaxy is?

Ora, come deduciamo la posizione della galassia?

Well, we deduce it by the direction that the ray is traveling

Beh, lo capiamo dalla direzione in cui il raggio si muove

as it enters our eye, right?

quando arriva all'occhio, giusto?

We say, the ray of light came this way;

Diciamo che se il raggio arriva da questa direzione

the galaxy must be there, OK.

la galassia deve essere lì.

Now, suppose I put in the middle a cluster of galaxies --

Ora supponiamo che nel mezzo ci sia un ammasso di galassie,

and don't forget the dark matter, OK.

e non dimentichiamoci la materia oscura.

Now, if we consider a different ray of light, one going off like this,

Se ora immaginiamo un raggio di luce che parte in questa direzione

we now need to take into account

dobbiamo tenere in considerazione

what Einstein predicted when he developed general relativity.

quello che Einstein aveva predetto quando ha sviluppato la relatività generale.

And that was that the gravitational field, due to mass,

E cioè che il campo gravitazionale, a causa della massa,

will deflect not only the trajectory of particles,

defletterà non solo la traiettoria delle particelle

but will deflect light itself.

ma anche la luce stessa.

So this light ray will not continue in a straight line,

Quindi questo raggio di luce non viaggerà lungo una linea retta,

but would rather bend and could end up going into our eye.

ma piegherà la sua rotta e potrebbe finire nel nostro occhio.

Where will this observer see the galaxy?

Dove vedrebbe la galassia questo osservatore?

You can respond. Up, right?

Potete rispondere... In alto, giusto?

We extrapolate backwards and say the galaxy is up here.

Andiamo a ritroso e diciamo che la galassia è in alto.

Is there any other ray of light

Ci sono altri raggi che potrebbero

that could make into the observer's eye from that galaxy?

arrivare all'occhio dell'osservatore da quella galassia?

Yes, great. I see people going down like this.

Esatto! Vedo qualcuno che mi fa segno "In basso."

So a ray of light could go down, be bent

Un raggio potrebbe andare verso il basso, piegare

up into the observer's eye,

e finire nell'occhio dell'osservatore,

and the observer sees a ray of light here.

che vedrebbe il raggio di luce qui.

Now, take into account the fact that we live in

Tenete a mente che viviamo

a three-dimensional universe, OK,

in un universo tridimensionale,

a three-dimensional space.

in uno spazio tridimensionale.

Are there any other rays of light that could make it into the eye?

Ci sono altri raggi che potrebbero arrivare all'occhio?

Yes! The rays would lie on a -- I'd like to see -- yeah, on a cone.

Esatto! I raggi si troverebbero disposti a cono.

So there's a whole ray of light -- rays of light on a cone --

Quindi ci sono tutta una serie di raggi disposti su un cono

that will all be bent by that cluster

che verrebbero deviati dall'ammasso

and make it into the observer's eye.

per poi finire nell'occhio dell'osservatore.

If there is a cone of light coming into my eye, what do I see?

E se c'è un cono di luce che mi arriva in un occhio, io cosa vedo?

A circle, a ring. It's called an Einstein ring. Einstein predicted that, OK.

Un cerchio, un anello. Si chiama Anello di Einstein, lui l'aveva predetto.

Now, it will only be a perfect ring if the source, the deflector

E sarà un anello perfetto solo se la fonte, l'oggetto deflettore

and the eyeball, in this case, are all in a perfectly straight line.

e l'occhio si trovano perfettamente allineati.

If they're slightly skewed, we'll see a different image.

Se sono spostati anche solo di un po' l'immagine sarà diversa.

Now, you can do an experiment tonight over the reception, OK,

Potete fare un esperimento stasera al buffet

to figure out what that image will look like.

per vedere come apparirebbe l'immagine.

Because it turns out that there is a kind of lens that we can devise,

Perchè c'è un tipo di lente che possiamo disegnare

that has the right shape to produce this kind of effect.

che ha la forma giusta per produrre questo tipo di effetto.

We call this gravitational lensing.

Un fenomeno chiamato lente gravitazionale.

And so, this is your instrument, OK.

Ecco il vostro strumento.

(Laughter).

(Risate)

But ignore the top part.

Ma ignorate la parte di sopra.

It's the base that I want you to concentrate, OK.

E' la base su cui dobbiamo concentrarci.

So, actually, at home, whenever we break a wineglass,

Ogni volta che a casa rompiamo un calice

I save the bottom, take it over to the machine shop.

io prendo la base e la porto nella nostra officina.

We shave it off, and I have a little gravitational lens, OK.

La lavoriamo un po' ed otteniamo una piccola lente gravitazionale.

So it's got the right shape to produce the lensing.

Ha la forma giusta per creare l'effetto lente.

And so the next thing you need to do in your experiment

Il passo successivo del nostro esperimento

is grab a napkin. I grabbed a piece of graph paper -- I'm a physicist. (Laughter)

è prendere un tovagliolo. Io ho usato la carta millimetrata... sono un fisico. (Risate)

So, a napkin. Draw a little model galaxy in the middle.

Quindi disegnate una piccola galassia nel mezzo

And now put the lens over the galaxy,

e poi mettete la lente sopra la galassia.

and what you'll find is that you'll see a ring, an Einstein ring.

Ecco che potete vedere un anello, un Anello di Einstein.

Now, move the base off to the side,

Se spostate un po' la lente

and the ring will split up into arcs, OK.

l'anello si divide in archi.

And you can put it on top of any image.

Funziona con qualunque immagine.

On the graph paper, you can see

Sulla carta millimetrata potete vedere

how all the lines on the graph paper have been distorted.

come tutte le linee vengano distorte.

And again, this is a kind of an accurate model

E questo è in effetti un modello abbastanza accurato

of what happens with the gravitational lensing.

di quello che succede nella lente gravitazionale.

OK, so the question is: do we see this in the sky?

Allora la domanda è: vediamo questa cosa in cielo?

Do we see arcs in the sky when we look at, say, a cluster of galaxies?

Vediamo degli archi nel cielo quando guardiamo gli ammassi di galassie?

And the answer is yes.

E la risposta è sì.

And so, here's an image from the Hubble Space Telescope.

Ecco un immagine dal telescopio Hubble.

Many of the images you are seeing

Molte delle foto che vedete

are earlier from the Hubble Space Telescope.

vengono dal telescopio Hubble.

Well, first of all, for the golden shape galaxies --

Allora, per prima cosa le forme dorate

those are the galaxies in the cluster.

sono le galassie nell'ammasso.

They're the ones that are embedded in that sea of dark matter

Sono quelle avvolte dal mare di materia oscura

that are causing the bending of the light

che causano la deviazione della luce

to cause these optical illusions, or mirages, practically,

che provoca le illusioni ottiche, miraggi in pratica,

of the background galaxies.

delle altre galassie sullo sfondo.

So the streaks that you see, all these streaks,

Quindi queste striscie che vedete, tutte le striscie,

are actually distorted images of galaxies that are much further away.

sono in realtà immagini distorte di galassie molto più lontane.

So what we can do, then, is based on how much distortion

Quello che possiamo fare, basandoci sulla quantità di distorsione

we see in those images, we can calculate how much mass

presente nelle immagini, è calcolare quanta massa

there must be in this cluster.

ci deve essere in questo ammasso.

And it's an enormous amount of mass.

Ed è una quantità enorme.

And also, you can tell by eye, by looking at this,

Si può anche vedere ad occhio nudo

that these arcs are not centered on individual galaxies.

che questi archi non sono centrati su singole galassie;

They are centered on some more spread out structure,

sono centrati su una struttura più ampia.

and that is the dark matter

E questa struttura è la materia oscura

in which the cluster is embedded, OK.

in cui l'ammasso è immerso.

So this is the closest you can get to kind of seeing

Questa è la cosa più vicina a vedere davvero ad occhio nudo

at least the effects of the dark matter with your naked eye.

almeno gli effetti che può creare la materia oscura.

OK, so, a quick review then, to see that you're following.

Ok, un piccolo riassunto per vedere se siete stati attenti.

So the evidence that we have

La prova che abbiamo del fatto

that a quarter of the universe is dark matter --

che un quarto dell'universo sia materia oscura

this gravitationally attracting stuff --

- materia con forza gravitazionale -

is that galaxies, the speed with which stars orbiting galaxies

è che la velocità con cui le stelle che orbitano intorno alle galassie

is much too large; it must be embedded in dark matter.

è troppo alta, quindi devono essere avvolte di materia oscura.

The speed with which galaxies within clusters are orbiting is much too large;

La velocità con cui le galassie orbitano negli ammassi è troppo alta,

it must be embedded in dark matter.

quindi devono essere avvolte da materia oscura.

And we see these gravitational lensing effects, these distortions

E poi vediamo questi effetti da lente gravitazionale: queste distorsioni

that say that, again, clusters are embedded in dark matter.

ci dicono, ancora, che gli ammassi sono avvolti da materia oscura.

OK. So now, let's turn to dark energy.

Adesso concentriamoci sull'energia oscura.

So to understand the evidence for dark energy, we need to discuss something

Per capire le prove sull'energia oscura, dobbiamo parlare di qualcosa

that Stephen Hawking referred to in the previous session.

a cui faceva riferimento prima Stephen Hawking:

And that is the fact that space itself is expanding.

il fatto che lo spazio stesso si sta espandendo.

So if we imagine a section of our infinite universe --

Immaginiamo una sezione del nostro universo infinito,

and so I've put down four spiral galaxies, OK --

in cui ho inserito quattro galassie a spirale.

and imagine that you put down a set of tape measures,

Immaginiamo di disporre una serie di metri a nastro

so every line on here corresponds to a tape measure,

- ogni linea qui corrisponde ad un metro -

horizontal or vertical, for measuring where things are.

orizzontali e verticali, per misurare dove sono le cose.

If you could do this, what you would find

Se lo potessimo fare, scopriremmo che

that with each passing day, each passing year,

al passare dei giorni, degli anni,

each passing billions of years, OK,

persino dei miliardi di anni,

the distance between galaxies is getting greater.

la distanza tra le galassie sta aumentando.

And it's not because galaxies are moving

E non è perchè le galassie si allontanano

away from each other through space.

le une dalle altre attraverso lo spazio;

They're not necessarily moving through space.

non si stanno muovendo in uno spazio immobile.

They're moving away from each other

Si stanno allontanando le une dalle altre

because space itself is getting bigger, OK.

perchè lo spazio stesso si sta espandendo.

That's what the expansion of the universe or space means.

Ecco cosa vuole realmente dire l'espansione dello spazio.

So they're moving further apart.

Quindi sono sempre più distanti.

Now, what Stephen Hawking mentioned, as well,

Un'altra cosa che Stephen Hawking ha menzionato

is that after the Big Bang, space expanded at a very rapid rate.

è che dopo il Big Bang lo spazio si è espanso molto velocemente.

But because gravitationally attracting matter

Ma dato che all'interno dello spazio troviamo materia

is embedded in this space,

che crea attrazione gravitazionale,

it tends to slow down the expansion of the space, OK.

questa tende a rallentarne l'espansione.

So the expansion slows down with time.

Quindi l'espansione si fa più lenta col tempo.

So, in the last century, OK, people debated

Nell'ultimo secolo le persone hanno dibattuto

about whether this expansion of space would continue forever;

se l'espansione dello spazio debba continuare per sempre,

whether it would slow down, you know,

nel senso che rallenterebbe, capite,

will be slowing down, but continue forever;

andra' rallentando, ma per continuare all'infinito.

slow down and stop, asymptotically stop;

Un rallentare fino a fermarsi in maniera asintotica,

or slow down, stop, and then reverse, so it starts to contract again.

oppure se debba rallentare, fermarsi, per poi cominciare a contrarsi di nuovo.

So a little over a decade ago,

Poco più di dieci anni fa

two groups of physicists and astronomers

due gruppi di fisici e astronomi hanno cominciato

set out to measure the rate at which

a misurare la velocità con cui

the expansion of space was slowing down, OK.

l'espansione dell'universo stava rallentando.

By how much less is it expanding today,

Quanto più lenta è l'espansione oggi

compared to, say, a couple of billion years ago?

rispetto a, per esempio, un miliardo di anni fa?

The startling answer to this question, OK, from these experiments,

La risposta stupefacente ottenuta da questi esperimenti

was that space is expanding at a faster rate today

è che lo spazio si sta espandendo più rapidamente adesso

than it was a few billion years ago, OK.

rispetto ad un miliardo di anni fa.

So the expansion of space is actually speeding up.

Quindi la velocità con cui lo spazio si espande sta aumentando.

This was a completely surprising result.

Questo fu un risultato assolutamente sorprendente.

There is no persuasive theoretical argument for why this should happen, OK.

Non c'è nessuna teoria scientifica che giustifichi perchè questo accade.

No one was predicting ahead of time this is what's going to be found.

Nessuno avrebbe potuto prevedere che i risultati sarebbero stati quelli.

It was the opposite of what was expected.

E' successo esattamente l'opposto di quello che ci si aspettava.

So we need something to be able to explain that.

Quindi avevamo bisogno di qualcosa per spiegarlo.

Now it turns out, in the mathematics,

E viene fuori che, nei calcoli,

you can put it in as a term that's an energy,

c'è un termine che si può inserire che rappresenta un'energia;

but it's a completely different type of energy

ma è un tipo di energia completamente diverso

from anything we've ever seen before.

da tutto quello che conosciamo al momento.

We call it dark energy,

La chiamiamo energia oscura

and it has this effect of causing space to expand.

ed è la causa dell'espansione dello spazio.

But we don't have a good motivation

Ma non abbiamo ancora una spiegazione valida

for putting it in there at this point, OK.

per inserirla nei calcoli.

So it's really unexplained as to why we need to put it in.

Quindi il problema è che non sappiamo perchè dobbiamo inserirla.

Now, so at this point, then, what I want to really emphasize to you,

A questo punto devo seriamente enfatizzare il fatto che,

is that, first of all, dark matter and dark energy

per prima cosa, materia oscura ed energia oscura

are completely different things, OK.

sono due cose completamente diverse, ok?

There are really two mysteries out there as to what makes up most of the universe,

Ci sono in realtà due misteri là fuori che compongono la maggior parte dell'universo,

and they have very different effects.

ed hanno effetti molto diversi.

Dark matter, because it gravitationally attracts,

La materia oscura, per il fatto che crea attrazione gravitazionale,

it tends to encourage the growth of structure, OK.

tende ad incoraggiare la crescita delle strutture.

So clusters of galaxies will tend to form,

Quindi si tenderanno a formare ammassi di galassie

because of all this gravitational attraction.

a causa di questa attrazione gravitazionale.

Dark energy, on the other hand,

Al contrario, l'energia oscura

is putting more and more space between the galaxies,

sta creando sempre più spazio tra le galassie.

makes it, the gravitational attraction between them decrease,

Fa in modo che l'attrazione gravitazionale tra di esse diminuisca,

and so it impedes the growth of structure.

impedendo quindi la formazione di strutture.

So by looking at things like clusters of galaxies,

Quindi studiando gli ammassi di galassie

and how they -- their number density,

- il loro numero e la loro densità,

how many there are as a function of time --

quante ce ne sono in funzione del tempo -

we can learn about how dark matter and dark energy

possiamo capire come la materia oscura e l'energia oscura

compete against each other in structure forming.

competono l'una contro l'altra nella formazione di strutture.

In terms of dark matter, I said that we don't have any,

Come ho detto, non abbiamo ancora

you know, really persuasive argument for dark energy.

una spiegazione convincente per l'energia oscura.

Do we have anything for dark matter? And the answer is yes.

Abbiamo qualcosa per la materia oscura? La risposta è: sì.

We have well-motivated candidates for the dark matter.

Abbiamo dei candidati attendibili per la materia oscura.

Now, what do I mean by well motivated?

Cosa intendo per attendibili?

I mean that we have mathematically consistent theories

Voglio dire che abbiamo delle teorie matematicamente coerenti

that were actually introduced

che in realtà sono state introdotte

to explain a completely different phenomenon, OK,

per spiegare fenomeni completamente diversi,

things that I haven't even talked about,

cose di cui non ho nemmeno parlato,

that each predict the existence

e ciascuna predice l'esistenza

of a very weakly interacting, new particle.

di una nuova particella che interagisce in modo molto debole.

So, this is exactly what you want in physics:

E questo è esattamente ciò che si desidera in fisica:

where a prediction comes out of a mathematically consistent theory

quando una predizione viene fuori da una teoria matematicamente coerente

that was actually developed for something else.

che in realtà è stata sviluppata per qualcos'altro.

But we don't know if either of those

Ma non sappiamo se e quale di queste particelle

are actually the dark matter candidate, OK.

sia per davvero il candidato per la materia oscura.

One or both, who knows? Or it could be something completely different.

Una? Ambedue? Chi lo sa? Potrebbe anche essere qualcosa di completamente diverso.

Now, we look for these dark matter particles

Noi siamo alla ricerca di queste particelle di materia oscura

because, after all, they are here in the room, OK,

perchè, in fondo, sono qui intorno a noi

and they didn't come in the door.

e non sono entrate dalla porta.

They just pass through anything.

Passano semplicemente attraverso le cose.

They can come through the building, through the Earth --

Passano attraverso gli edifici, attraverso il pianeta;

they're so non-interacting.

ecco quanto poco interagiscono.

So one way to look for them is to build detectors

Un modo per cercarle è costruire dei rilevatori

that are extremely sensitive to a dark matter particle coming through and bumping it.

estremamente sensibili alle particelle di materia oscura che li attraversano e li urtano.

So a crystal that will ring if that happens.

Ad esempio un cristallo che vibra quando questo accade.

So one of my colleagues up the road and his collaborators

Un mio collega ed i suoi collaboratori hanno costruito

have built such a detector.

un rilevatore di questo tipo.

And they've put it deep down in an iron mine in Minnesota,

L'anno messo in fondo ad una miniera di ferro in Minnesota,

OK, deep under the ground, and in fact, in the last couple of days

molto in profondità, ed un paio di giorni fa hanno annunciato

announced the most sensitive results so far.

i risultati più precisi avuti finora.

They haven't seen anything, OK, but it puts limits on what the mass

Non hanno visto niente, ma ci permettono comunque di mettere dei limiti

and the interaction strength of these dark matter particles are.

sulla massa e sulla forza di interazione che queste particelle hanno.

There's going to be a satellite telescope launched later this year

Un telescopio satellitare verrà lanciato più avanti quest'anno.

and it will look towards the middle of the galaxy,

Sarà puntato verso il centro della galassia

to see if we can see dark matter particles annihilating

per cercare particelle di materia oscura che si disintregrano

and producing gamma rays that could be detected with this.

e producono raggi gamma che possono essere individuati dal telescopio.

The Large Hadron Collider, a particle physics accelerator,

Il Large Hadron Collider, un acceleratore di particelle,

that we'll be turning on later this year.

verrà messo in funzione tra qualche mese.

It is possible that dark matter particles might be produced

E' possibile che si producano particelle di materia oscura

at the Large Hadron Collider.

nel Large Hadron Collider.

Now, because they are so non-interactive,

Ora, visto che interagiscono così poco,

they will actually escape the detector,

in realtà usciranno dai rilevatori

so their signature will be missing energy, OK.

quindi la loro firma sarà dell'energia mancante.

Now, unfortunately, there is a lot of new physics

Purtroppo c'è molta fisica nuova che lascerebbe

whose signature could be missing energy,

la stessa firma di energia mancante,

so it will be hard to tell the difference.

quindi sarà difficile capire la differenza.

And finally, for future endeavors, there are telescopes being designed

Infine, le prossime avventure: si stanno progettando telescopi specifici

specifically to address the questions of dark matter and dark energy --

per affrontare le domande sulla materia oscura e sull'energia oscura.

ground-based telescopes, and there are three space-based telescopes

Questi sono installati a terra. E ci sono anche tre telescopi spaziali

that are in competition right now

che sono in competizione al momento

to be launched to investigate dark matter and dark energy.

per essere lanciati ad investigare la materia oscura e l'energia oscura.

So in terms of the big questions:

Quindi le due domande fondamentali sono:

what is dark matter? What is dark energy?

Cos'è la materia oscura? Cos'è l'energia oscura?

The big questions facing physics.

Sono le grandi domande che la fisica deve affrontare.

And I'm sure you have lots of questions,

E sono sicura che avrete anche voi molte domande,

which I very much look forward to addressing

e non vedo l'ora di poterne discutere

over the next 72 hours, while I'm here. Thank you.

mentre saremo qui per le prossime 72 ore. Grazie.

(Applause)

(Applausi)