Γιατί τα νετρίνα είναι σημαντικά - Σίλβια Μπράβο Γκαλάρ

Παρακολουθείστε ολόκληρο το μάθημα εδώ: http://ed.ted.com/lessons/why-neutrinos-matter-silvia-bravo-gallart

Τα στοιχειώδη σωμάτια είναι τα μικρότερα γνωστά δομικά στοιχεία στο Σύμπαν - και το νετρίνο είναι το μικρότερο των μικρότερων. Αυτά τα μικροσκοπικά νετρίνα μπορούν να μας πουν για τα πιο μακρινά σημεία και τα πιο ακραία περιβάλλοντα του Σύμπαντος... αλλά μόνο εάν μπορούμε να τα πιάσουμε. Η Σίλβια Μπράβο Γκαλάρ μας εξηγεί πώς το τηλεσκόπιο IceCube στην Ανταρκτική δουλεύει για αυτόν ακριβώς τον σκοπό.

Μάθημα από την Σίλβια Γκαλάρ, ψηφιακή απεικόνιση του Στεφ Λι.

Είναι παντού, αλλά
δεν θα δείτε ποτέ ούτε ένα.

Τρισεκατομμύρια σας διαπερνούν
αυτή τη στιγμή,

αλλά δεν μπορείτε να τα νιώσετε.

Αυτά τα σωματίδια-φαντάσματα
ονομάζονται νετρίνα,

και εάν μπορέσουμε να τα πιάσουμε,

θα μας πουν πολλά
για τα πιο μακρινά σημεία

και τα πιο ακραία περιβάλλοντα
του σύμπαντος.

Τα νετρίνα είναι στοιχειώδη σωμάτια,

που σημαίνει ότι δεν μπορούν
να τμηθούν σε άλλα σωματίδια

όπως γίνεται με τα άτομα.

Τα στοιχειώδη σωμάτια είναι τα πιο μικρά
γνωστά δομικά στοιχεία σε όλο το Σύμπαν,

και το νετρίνο είναι
από τα μικρότερα των μικρών.

Με μάζα ένα εκατομμύριο φορές
μικρότερη από ότι τα ηλεκτρόνια,

μπορούν εύκολα να περάσουν

μέσα από την ύλη ανεπηρέαστα
από μαγνητικά πεδία.

Για την ακρίβεια, σπάνια
αλληλεπιδρούν με οτιδήποτε.

Αυτό σημαίνει ότι μπορούν
να διανύσουν το σύμπαν σε μια ευθεία

για εκατομμύρια,
ή και δισεκατομμύρια χρόνια,

μεταφέροντας με ασφάλεια
πληροφορίες για την προέλευσή τους.

Από πού, λοιπόν, έρχονται;

Λίγο πολύ - από παντού.

Παράγονται από το σώμα σας
από τη ραδιενεργό διάσπαση του καλίου.

Η κοσμική ακτινοβολία, όταν χτυπάει
άτομα στην ατμόσφαιρα της Γης

δημιουργεί καταιγισμούς από αυτά.

Παράγονται από πυρηνικές
αντιδράσεις μέσα στον ήλιο

και από ραδιενεργές
διασπάσεις μέσα στη Γη.

Και μπορούμε να τα παράγουμε
στους πυρηνικούς αντιδραστήρες

και στους επιταχυντές σωματιδίων.

Αλλά τα νετρίνα με τη μεγαλύτερη ενέργεια
γεννιούνται μακριά στο διάστημα,

σε περιβάλλοντα για τα οποία
γνωρίζουμε ελάχιστα.

Κάτι εκεί έξω, ίσως
υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες,

ή ίσως ένα διαστημικό δυναμό
που δεν έχουμε ανακαλύψει ακόμα,

επιταχύνει τις κοσμικές
ακτίνες σε ενέργειες

πάνω από ένα εκατομμύριο φορές
υψηλότερες από οτιδήποτε

έχουν καταφέρει οι επιταχυντές
που έχουν κατασκευάσει οι άνθρωποι.

Αυτές οι κοσμικές ακτίνες, οι περισσότερες
εκ των οποίων είναι πρωτόνια,

αλληλεπιδρούν βίαια με την ύλη
και την ακτινοβολία γύρω τους,

παράγοντας νετρίνα υψηλής ενέργειας,

τα οποία διασκορπίζονται
σαν διαστημικά ψίχουλα,

που μπορούν να μας πουν
για τις περιοχές και το εσωτερικό

των πιο ισχυρών διαστημικών
μηχανών του Σύμπαντος.

Αυτό μπορεί να γίνει,
εάν καταφέρουμε να τα πιάσουμε.

Η περιορισμένη αλληλεπίδραση
των νετρίνων με την υπόλοιπη ύλη

μπορεί να τους κάνει
σπουδαίους αγγελιαφόρους,

μπορεί όμως να κάνει
εξαιρετικά δύσκολη την ανίχνευσή τους

Ένας τρόπος να τα ανιχνεύσουμε
είναι να τοποθετήσουμε

μια τεράστια ποσότητα ενός καθαρού
διαφανούς υλικού μπροστά τους

και να περιμένουμε ένα νετρίνο
να αποκαλυφθεί με τη σύγκρουσή του

με τον πυρήνα ενός ατόμου.

Αυτό συμβαίνει στο IceCube
στην Ανταρκτική,

το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο
νετρίνων στον κόσμο.

Είναι τοποθετημένο μέσα
σε ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγου

το οποίο έχει καθαριστεί με την πίεση

πάγου και χιονιού χιλιάδων χρόνων,

σε σημείο που έχει γίνει
ένα από τα καθαρότερα στερεά στη Γη.

Και παρόλο που έχουν τοποθετηθεί,
με γεωτρήσεις, πάνω από 5.000 ανιχνευτές,

τα περισσότερα διαστημικά νετρίνα
δεν θα αφήσουν ούτε ένα ίχνος.

Αλλά, κάπου δέκα φορές το χρόνο,

ένα νετρίνο υψηλής ενέργειας
συγκρούεται με ένα μόριο πάγου,

εκτοξεύοντας σπίθες φορτισμένων
υποατομικών σωματιδίων,

που ταξιδεύουν στον πάγο
πιο γρήγορα απ' ό,τι το φως.

Με τον ίδιο τρόπο που ένα τζετ
που υπερβαίνει την ταχύτητα του ήχου

δημιουργεί έναν ηχητικό παλμό,

έτσι και αυτά τα υπερφωτεινά
φορτισμένα σωματίδια

αφήνουν πίσω τους έναν κώνο μπλε φωτός,
σαν ένα φωτονικό παλμό.

Αυτό το φως διαδίδεται μέσω του IceCube

χτυπώντας κάποιους
από τους ανιχνευτές του,

που βρίσκονται πάνω από ένα χιλιόμετρο
κάτω από την επιφάνεια της Γης.

Φωτοπολλαπλασιαστές ενισχύουν το σήμα,
το οποίο περιέχει πληροφορίες

για τη διαδρομή και την ενέργεια
των φορτισμένων σωματιδίων.

Τα δεδομένα στέλνονται
σε αστροφυσικούς σε όλον τον κόσμο,

οι οποίοι κοιτάνε τους σχηματισμούς

για πληροφορίες για τα νετρίνα
που τους δημιούργησαν.

Αυτές οι πολύ ενεργειακές
συγκρούσεις είναι τόσο σπάνιες,

που οι επιστήμονες του IceCube
δίνουν σε κάθε νετρίνο παρατσούκλι,

όπως Μεγάλο Πτηνό
και Δόκτωρ Αλλόκοτος Χοίρος.

Το IceCube έχει ήδη παρατηρήσει

τα διαστημικά νετρίνα με την υψηλότερη
ενέργεια που έχουμε δει ποτέ.

Τα νετρίνα που ανιχνεύει
θα πρέπει τελικά να μας πουν

από πού έρχονται οι κοσμικές ακτίνες
και πώς απέκτησαν τόσο υψηλές ενέργειες.

Το φως, από τις υπέρυθρες
μέχρι τις ακτίνες-Χ και τις ακτίνες-γ,

μας δίνει όλο και πιο ενεργητικές και
εντυπωσιακές πληροφορίες για το σύμπαν.

Τώρα είμαστε στα πρόθυρα μιας νέας
εποχής, της αστρονομίας νετρίνων,

και δεν έχουμε ιδέα τι θα μας αποκαλύψουν

το IceCube και τα άλλα τηλεσκόπια νετρίνων

για τα πιο βίαια, τα πιο ενεργητικά
φαινόμενα του Σύμπαντος.