..إنها بداية حقبة جديدة في علم الفلك
..لأول مرة إكتشف العلماء
الجسيمات الشبحية التي ليست فقط ، ..خارج كوكب الأرض
..لكن خارج المجرة
..يأتون من ملايين السنين الضوئية
..من حيث تنفجر النجوم أو الثقوب السوداء الهائلة
التى إبتلعت المادة الكونية في دوامات ..هائلة ، نيوترينوات
..هم الجسيمات الأولية الأكثر شيوعًا الموجودة
..والأكثر غموضًا
..كل ثانية ، 100 مليار منهم
..السباق سريع يقترب من سرعة الضوء
..من خلال أجسادنا ، دون أن نلاحظ ذلك
..يتحركون دون عائق عبر الكون
..لأنها يمكن أن تطير بسهولة عبر أي شيء
..بالنسبة لي ، النيوترينوات هو أقرب شيء
..لا شيء يمكننا تخيله
حجمها صفر ، صفر شحنة ..كتلة قريبة جدًا من الصفر
..وتتفاعل بشكلٍ ضعيف مع كل شيء ،
.لكن بطريقة أو بأخرى ، فإن النيوترينوات ليس شيئًا
.قد يكون مفتاح الكون
.بالنسبة لعلماء الفيزياء الفلكية ،
.الكون هو مختبر ضخم
.حيث لا يزال يتعين إكتشاف معظم الأشياء
.المسألة التي النجوم والكواكب ،
.تتكون السحب الغازية بين النجوم ، والبشر
.تمثل فقط 5٪ من كتلة الكون
.الباقي هو لغز هائل لم يتم حله
.العين البشرية غير كافية بشكلٍ محزن
.لرؤية كل شيء في الكون
.علماء الفيزياء الفلكية يبحثون عن جهاز
.سيساعدهم على التحقيق
.من الأحداث الهائلة في الكون
.الذين لديهم عدد من النظريات ،
.ولكن القليل من المعلومات الملموسة الثمينة
.إنها ليست مجرد نيوترينوات ،
في حالتنا ، النيوترينوات ذات .الطاقة العالية بشكلٍ خاص
.إنها نيوترينوات تنقل رسالة
..إنهم سفراء
.يخبروننا بشيء عن الشيء
.التي جاءوا منها إلينا
.يجب أن يكون هذا الكائن شيئًا
.حيث يتم إطلاق طاقة عالية بشكلٍ لا يصدق ،
.عدّة مرات أعلى من ذلك في الشمس
.نحن نبحث ، على سبيل المثال
.في النيوترينوات من العمليات المدمرة للمادة المظلمة
.من المحتمل أن تعطينا هذه النيوترينوات
.دلالة على ماهية المادة المظلمة
.قبل 10 سنوات ، فريق دولي من العلماء
.بدأت في بناء كاشف عملاق
.لإلتقاط هذه النيوترينوات عالية الطاقة
.في أحد أكثر الأماكن النائية في العالم ،
.القطب الجنوبي
.يبحث العلماء في أعماق الجليد
.من أجل ومضات الضوء التي يطلقها النيوترينوات
.عندما تصطدم بالمادة
.مع محطة حفر متنقلة ،
.قام فريق البحث بإذابة عدد لا يحصى من الثقوب
.كيلومترات في عمق الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي
.هنا ، الجليد عميق ونقي
.أن الكاشف الذي يقيس كيلومترًا مكعبًا
.لديها مساحة كافية وظروف مثالية
.مثقاب بالماء الساخن يخفض وزنه
.لأنها تذوب الجليد ،
.مهد الطريق لأجهزة إستشعار الصور
.في الجليد الصافي
.تتكون الطبقة الأخرى من الغطاء الجليدي من الثلج
..الثلج يتغير
.حيث يتم الضغط عليهم بشكلٍ أعمق وأعمق ،
.على مديّ آلاف السنين
.من بلورات الجليد الرشيقة إلى الجليد الشفاف المضغوط
.يتم تحويل الرقائق التي يبلغ إرتفاعها متر ،
.إلى طبقة حبيبات من الجليد المضغوط
المزيد والمزيد من الثلج يضغط .على الهواء للخروج من الحبيبات
.يصبح أكثر كثافة وأكثر إحكاماً
حتى أصبح أخيرًا جسمًا من الجليد ، .خالٍ تقريبًا من الهواء
.أدخل العلماء أجهزة إستشعار للصور
.حجم كرات السلة في الجليد
.على خيوط منفصلة مثل الخرز الملولب ،
.حتى عمق كيلومترين ونصف
.في غضون يوم واحد ، تم إغلاق ثقب الحفر
.عند إكتمال العمل ،
.كيلومتر مكعب من الجليد مليء بأجهزة الإستشعار
.نعم ، ها نحن ذا
.الكاشف العملاق جاهز الآن
.في أعماق الجليد الصافي ،
.حيث يكون الظلام حالك ،
.الآلاف من أجهزة إستشعار الصور الحساسة للغاية
.تنتظر الحد الأدنى من الضوء ولكن بعيد المدى
.وهذه الآثار تحدث فقط
.عندما يصطدم النيوترينوات بذرة جليد
.في عام 2013 ، إكتشف العلماء لأول مرة
.آثار واضحة للضوء في كاشف مكعب الثلج
.لا يمكننا إلتقاط النيوترينوات نفسه
.الذى يتفاعل مع المادة نادرًا جدًا
.رد الفعل على هذا النوع يحدث فقط في كاشفنا
.إذا كنا محظوظين جدًا
.ثم يتفاعل مع ذرة جليد
.وتطلق الجسيمات الثانوية ،
.التي تحركت مئات الأمتار عبر الجليد
.وراءهم يرسمون كرة من الضوء ،
."وهو ما يسميّ "ضوء شيرينكوف
.بعد الرجل الذي إكتشفها
.وهذا هو ما نتعرف عليه مع مكعب الثلج
.لقد نجحنا في تحديد النيوترينوات عالية الطاقة
.لأول مرة ، إرني وبيرت
كانت لديهم طاقة عالية لدرجة أنه .كان من غير المحتمل للغاية
.أنها خلقت في الغلاف الجوي للأرض
.لابد أن هذه النيوترينوات أتت من خارج نظامنا الشمسي
.عندما يكون النيوترينوات الكوني ، وهو أصغر بكثير
.من نواة الذرة تصطدم بذرة جليد ،
.يترك وراءه أثرًا للضوء
التي تمتد على عدّة مئات من الأمتار
."أطلق العلماء على إكتشافاتهم إسم "إرني وبيرت ،
.الإختراق بعد عقود من البحث
.في جميع أنحاء العالم ،
.يبحث العلماء عن هذه الجسيمات المرسلة
..من الكون البعيد
.(أيضًا على الجانب الآخر من الكوكب ، في (أوروبا
.معهد أبحاث على الساحل الفرنسي ،
.(جنوب غرب (تولون ،
.هو الأساس لمشروع متوسطي ضخم
.تمّ تشييد هذا المبنى في القرن التاسع عشر
.وهي الآن تلتقط بيانات ومضات صغيرة من البحر
.هنا ، يحاول الباحثون فك الشفرة
.تذبذبات النيوترينوات ،
."تحولهم إلى ثلاث تسميّ "نكهات
.على مسار رحلتهم
أنتاريس) ، النموذج الأولي الصغير) .لكاشف نيوترينوات في أعماق البحار
.(قبالة سواحل جنوب (فرنسا
.إنها تقوم بالفعل بإرسال البيانات
.لا يزال نموذجًا أوليًا
.في غضون بضعة عقود كيلومتر مكعب
.يتم تخطيط حقل كاشف كبير ، تليسكوب النيوترينوات
.كل مربع يتوافق مع أحد سلاسل الكشف
.كل قضيب يمثل الإرتفاع
.ووقت وحده الكم الضوئي الذي تم الكشف عنه
لذا في هذه الشاشات ، يمكننا أن نرى .نوعًا من التاريخ الزمني
.من معدلات العد على الوحدات البصرية
.المصدر الرئيسي للضوء الذي نكتشفه
.من النشاط الإشعاعي الطبيعي للملح ،
.نظير البوتاسيوم 40 من الملح ،
ينبعث منها نبضة صغيرة من الجسيمات .التي تنبعث منها الضوء
.لذا فإن معظم هذا الضوء قد حان للتو
.لهذا النشاط الإشعاعي الطبيعي في البحر ،
.لكن بين الحين والآخر ،
.قد نشهد تقلبًا أو إرتفاعًا في المخطط الزمني ،
.وهذا مرتبط بنشاط التلألؤ البيولوجي
.في البحر ، تطورت الكائنات الحية
.لإصدار الضوء الخاص بهم عن طريق التلألؤ
.وإذا كان أحد تلك الكائنات
.يقترب من التلسكوب ،
.يمكنك حتى أن تصطدم بالتلسكوب
.وإذهبوا وأطلقوا وميضًا من الضوء كرد فعل
.الهدف من بحثنا في تلألؤ بيولوجي
.هي العلاقة بين قيم التلألؤ البيولوجي
.والبارامترات الفيزيائية للبحر الأبيض المتوسط ،
.وهو محيط صغير
.خاصة درجة الحرارة ومحتوى الملح
.له تأثير كبير على السلوك ،
.أنماط الحركة ، نسبة الخلط
.وتيارات الكتل المائية
.نريد أن نفهم هذه التبعيات بشكلٍ أفضل
.سيكون تليسكوب النيوترينوات متعدد الوظائف
.أداة قياس في البحر ،
.تزويد علماء الأحياء والجيولوجيين والفيزيائيين بالبيانات
.بصرف النظر عن النيوترينوات ،
.يمكن للعلماء بالفعل إكتشاف أنواع معينة
.الحيتان والدلافين في البحر الأبيض المتوسط
.ها هو وقت إنتهاء الصلاحية ،
.وفي العمودية ، يمكنني قراءة ترددات الصوت
.في كل مرة يتم فيها الكشف عن إشارة ،
.أرى رمز اللون وأسمع نقرة
لذا يمكنني سماع إشارات النطاق العريض .القصيرة والنقرات في الوقت الفعلي
.بضعة مللي ثانية بعد الدلافين أو الحيتان ،
.خاصة الحيتان المسننة وحيتان العنبر تنقلها
.منذ 20 عامًا ، بدأنا التطوير
.(من تلسكوب (أنتاريس
.إستغرق الأمر بعض الوقت لتعلم حيل التجارة
.حول كيفية بناء بنية تحتية كبيرة جدًا
.عميقة جدًا في البحر
.كان (أنتاريس) في الواقع 12 سلسلة كشف ،
لكن المشروع الذي نبنيه الآن ، .هو تليسكوب النيوترينوات
.سيكون عدّة مئات من السلاسل
.لذا فإن هذا سيزيد بشكلٍ كبير من الفرص
ونضمن بشكلٍ أساسي أننا سنكون .قادرين على الحصول عليه
.الكشف الواضح عن النيوترينوات الكونية
.النيوترينوات في كل مكان حولنا ،
لكن ليس لدينا أي فكرة من أين أتوا؟ ،
.هذه الجسيمات الأولية
.التي لديها طاقة أكثر ألف مرة
.من أكبر مسرح للجسيمات في العالم ،
.(مصادم الهدرونات الكبير في (جنيف
.مصدر النيوترينوات الأكثر سخرية هو البشر
.كل منا لديه البوتاسيوم في أجسامنا
.نظير مشع للبوتاسيوم ، بوتاسيوم 40
.يخضع لإضمحلال بيتا ، الذي ينتج النيوترينوات
..بين أجسادنا
.و 4000 ، 5000 نيوترينوات في الثانية
.ومع ذلك ، فإن علماء الجسيمات والفيزياء الفلكية
.يهتمون كثيرًا بالنيوترينوات الشمسية ،
.التي حددناها بالفعل
.في الواقع ، على كل سنتيمتر مربع
..يقول على كل ظفر ،
.يصل 60 مليار نيوترينوات شمسية كل ثانية ،
.وهم يطيرون من خلالنا ،
.بغض النظر عن المكان الذي نقف فيه ،
.من مواجهة الشمس أو تجاهها
.يتسابق نحو 60 مليار نيوترينوات
.من خلال كل سنتيمتر مربع ،
.على وجه الأرض كل ثانية
.تحرق الشمس الهيدروجين في قلبها
.عند درجة حرارة 15 مليون درجة مئوية
.تنبعث جزيئات الضوء وكذلك النيوترينوات
.تطلب ضوء الشمس الذي نراه آلاف السنين
.لتمرير طبقات الشمس المتتالية
.فقط النيوترينوات تغادر القلب على الفور
.بعد ثماني دقائق فقط من إنشائها ،
.يصلون إلى الأرض
.لكن هذه نيوترينوات منخفضة الطاقة
.نحن نبحث عن النيوترينوات التي تأتي إلينا
.من عمليات مختلفة تمامًا ،
.ليس من التفاعلات النووية كما هو الحال في الشمس ،
.ولكن من عمليات متسارعة هائلة ،
المسرعات الكونية المشابهة ."لمسرع (جنيف) ، "إل إتش سى
.ولكن تسارعت عدّة مرات أسرع ،
.حتى مع طاقة أعلى بكثير
.هذا هو السبب في أننا نأمل في الحصول على معلومات
.من النيوترينوات الكونية ،
.التي لا يمكننا إشتقاقها من أي مصدر آخر
.النيوترينوات هي جزء صغير من الإشعاع الكوني
.التي تمطر بإستمرار على الغلاف الجوي للأرض
.لقد عرفنا عن هذا الإشعاع
.لأكثر من مائة عام ،
ولكن أين وكيف تنشأ هذه الجسيمات؟
..لا يزال لغزاً
.كل ما نعرفه هو ذلك
.إنه إشعاع جسيم عالي الطاقة ،
.تتألف بشكلٍ أساسي من البروتونات والنواة الذرية
.الجسيمات الكونية المشحونة
.يتم تحويلها إلى مجالات مغناطيسية
.هذا يعني أنهم يتجولون في الفضاء ،
.وبما أنهم يأتون من إتجاه معين ،
.يتشتت إنتباههم لدرجة أنهم يصلون إلى الأرض
.من الإتجاه المعاكس
.لذلك لا يمكننا تتبع طريقهم أو مصدرهم
.طريقهم مشوه
.لذلك نحن بحاجة إلى جسيمات محايدة لا تشتت إنتباهنا
.هذا هو السبب في أن النيوترينوات مثالية بالنسبة لنا
.لأنهم محايدون ،
.لأنها تأتي من كائنات مضغوطة
.التي لا يستطيع الضوء الهروب منها ،
.ولأنهم يستطيعون ببساطة أن يطيروا عبر المادة
.لا يشتت إنتباههم النجوم ولا ذرات الغبار
.هنا في البحر الأبيض المتوسط ،
.يتم بناء كاشف تليسكوب النيوترينوات
.سيتم بناؤه على ثلاثة أقسام ،
.(واحد منهم قبالة سواحل (إيطاليا ،
.(آخر قبالة سواحل (فرنسا ،
.(والثالث قبالة سواحل (اليونان
.ستكون أربعة كيلومترات تحت الماء
.وربطها رقميًا لتشكيل كاشف عملاق
.في أقصيّ إمتداد لها
تليسكوب النيوترينوات سيكون .حجمه 10 كيلومترات مكعبة
.في حين أن الجليد هو وسيلة الكشف
.من مكعب الثلج في القطب الجنوبي ،
.وسيط الكشف هنا سيكون الماء
.لكن ظروف البحار العميقة تتطلب مطالب مختلفة تمامًا
.على تخطيط وبناء الكاشف
.لقراءة البيانات من الماء ،
.العلماء يقومون بتركيب بنية تحتية
.في قاع البحر والتي ستجمع البيانات ،
.وحزمها ونقلها عبر كابلات خاصة في أعماق البحار
.إلى محطات التحليل على الساحل
.(بأداة نداء المهندس (وورم ،
.الذي يستخدم ضغط الماء الشديد ،
.يحفرون قناة عميقة في الطبقات العليا
.من القذائف والحجارة حتى تضرب
.طبقة صلبة من الصخور
.على هذا الأساس المتين ، يصاحب الغواص
.يضع الكابل ويغطيه على الفور
.مع الصدفة والحجر الجيري والطين للحماية
.لتكديس الكاشف ونقل البيانات
.من الكاشف إلى الشاطئ ،
.لدينا فقط كابل بحري
.وهو كابل إتصالات
.ثم لنقل البيانات فعليًا ،
.نستخدم هذه الألياف الضوئية
لذلك في كابل تليسكوب النيوترينوات ، لدينا 36 ليفًا ضوئيًا
.لحماية الكابل من الإحتمال
.من مراسي القوارب التي تضر بالكابل ،
.لدينا هذا الطلاء الإضافي للدروع
..حول الكابل ، طبقتان
.طبقة داخلية هنا وطبقة خارجية أكثر سمكًا هنا
.بعيدًا عن الشاطئ ، إنه درع واحد
.ثم عندما يكون في المياه العميقة التي تقل عن ألف متر ،
..لا توجد حماية
.إنه مجرد كابل من متعدد الإيثيلين
.(يقع موقع زيوثن إلى الجنوب من (برلين
.أحد المراكز الرائدة في أبحاث النيوترينوات ،
.(السنكروترون الألماني ، (ديزي
هذا هو المكان الذي يوجد فيه فريق .من علماء فيزياء الجسيمات
.طورت المجسات
.حيث تم بناء مكعب الثلج في القطب الجنوبي منه
.في هذا المجال الزجاجي ، ترى أنبوبة مكبرة للصور
.يتم تثبيته في هذه الوحدة البصرية ،
.وهي حساسة جدًا للضوء
.بمجرد أن يسقط فوتون واحد على هذا الجانب ،
.ينتج تيارًا كهربائيًا ضئيلاً
.الوحدة الإلكترونية هنا في الجزء العلوي من المستشعر
.ينبعث التيار
.هذه هي الكرة الزجاجية التي تحمي المستشعر
.من الضغط الهائل للجليد العميق
.وفي الداخل ، لدينا الوحدة الإلكترونية
.الذي يضخم التيار الكهربائي الصغير ،
.يرقمها ، ثم يرسل إشارة
.إلى مختبر مكعب الثلج على السطح
.الآلاف من أجهزة الإستشعار المتزامنة
.قياس الوقت الدقيق وقوة الحدث الخفيف
.وتوصيل البيانات
.في مختبرهم ،
.يعمل الباحثون بالفعل
.على الأجيال القادمة من أجهزة إستشعار الضوء
.يجب أن تكون أرخص وأبسط وأكثر كفاءة
.فكرة واحدة هي إجراء
.ضوء "شيرينكوف" من خلال أنابيب مغلفة
.يبحث العلماء عن الأشعة فوق البنفسجية
.(طالب ما بعد الدكتوراه (جاكوب فان سانتين
.يستعد لمهمته الأولى في القطب الجنوبي
.عليك أن تكون لائقًا حقًا للسفر إلى القطب الجنوبي
.لا بد لي من إجراء فحص طبي شامل
.عندما أحصل على الموافقة ،
.(سأسافر إلى "كرايستشيرش" ، (نيوزيلندا
.سأضطر إلى الإنتظار هناك لفترة طويلة
.حتى تتحسن الأحوال الجوية
.بعد ذلك ، سأطير ثماني ساعات إلى ساحل القطب الجنوبي
.ثم بعد ذلك بساعة ونصف الساعة إلى القطب الجنوبي
.لقد كنت أعمل في مشروع مكعب الثلج لفترة طويلة ،
.لكني لم أرى تجربتي من قبل
.أنا حقاً أتطلع إلى ذلك
.ومن الرائع أن تسافر
.إلى مكان لم يزوره سويّ عدد قليل من الأشخاص
.الرحلة إلى القطب الجنوبي
.هي مغامرة للعالم الشاب
.(القارة القطبية الجنوبية أكبر من (أوروبا
.هو سطح يشمل الأرض والجليد القاري ،
.وصفيحة جليدية عملاقة
.٪98من المنطقة مغطاة بالثلوج والجليد
.في الصيف ، الجليد المحيط بأقصيّ جنوب القارة
.يذوب إلى ثلاثة ملايين كيلومتر مربع ،
.سُدس سطحه الشتوي
.بسبب إرتفاع تضاريسها ،
درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، ، وإنخفاض هطول الأمطار
.أنتاركتيكا هي أيضًا واحدة من أكثر المناطق جفافًا ،
.في الواقع ، أكبر صحراء في العالم
.(لقد مرّت أيام عديدة قبل (فان سانتين
.وصل أخيرًا إلى القطب الجنوبي
سيطير في المحطة الأخيرة .من رحلته إلى القطب الجنوبي
.في طائرة إمداد تابعة للجيش الأمريكي
.هبط على الغطاء الجليدي على إرتفاع 3000 متر
.إنه الصيف هنا وموسم الذروة
.يأتي الباحثون إلى القطب الجنوبي في الصيف
.يبقيّ طاقم هيكل عظمي فقط خلال الشتاء البارد القاتم
.للحفاظ على تشغيل الكاشف
كل من يأتي إلى هنا متحمس ، .للوصول إلى القطب الجنوبي
.لكن البعض يعاني من داء المرتفعات
.من لحظة وصولهم
.يستغرق التأقلم بضعة أيام
..بالنسبة للباحثين ،
.محطة "أموندسن سكوت ساوث بول" الجديدة
.هي واحة في وسط الصحراء الجليدية
.تضمن بقائهم على قيد الحياة
.يمكن للمحطة أن تستوعب عدّة مئات من الأشخاص
.كل شيء هنا بسيط وعملي
.لكن "سكوت وأموندسن" كانا الأولين
.للوصول إلى القطب الجنوبي منذ أكثر من مائة عام
.ستندهش من الراحة والتكنولوجيا
.هذه نقطة ساخنة في الفيزياء الفلكية
..في أعماق الجليد الأبدي ،
.يكتشف الباحثون إشارات ضوئية كونية
.يبحث مكعب الثلج عن النيوترينوات
.التي طارت عبر الأرض ،
.تلك التي دخلت نصف الكرة الشمالي
.تلك التي دخلت نصف الكرة الجنوبي
.يتم البحث عنها في البحر الأبيض المتوسط ،
.لأن النيوترينوات فقط يمكنها الطيران عبر الأرض
سيبحث كاشف تليسكوب النيوترينوات .أيضًا عن الجسيمات
.التى طافت في الأرض
"بما أن "البحر الأبيض المتوسط ، .يبلغ عمقه أكثر من 5000 متر
.كاتانيا) ، على الساحل الشرقي لـ صقلية)
.هو مكان مثالي لمحطة البحث
.فريق من العلماء الأوروبيين موجود هنا
.لتثبيت القسم الأول من الكاشف في قاع البحر
.قام الفيزيائيون بتكييف هيكل مجسات الصور
.لظروف البحار العميقة
.ضغط الماء والملح والتيارات البحرية
.هي تحديات هائلة
.يجب حماية الوحدة الإلكترونية الحساسة
.لإجراء القياسات الأكثر دقة في أي لحظة
.أكبر مشكلة هي أن هذه الأشياء
.على عمق 4000 متر في البحر
.كل شيء يجب أن يكون صحيحًا
.لأنه صعب جدًا
.لسحبها من البحر لإصلاحها
.لذلك كل شيء يجب أن يعمل بشكلٍ مثالي
.قبل أن تبدأ المهمة
.يستغرق إنتاج وإختبار كل وحدة بصرية وقتًا طويلاً
.قبل أن يتم إطلاقها ونشرها في البحر
.هذا النوع من الفيزياء ، الفيزياء الفلكية للنيوترينوات
.هو فرع جديد تمامًا من فروع الفيزياء
.إنه مبتكر تمامًا
بإستخدام هذه النيوترينوات ، سنقوم بعمل .خريطة جديدة للسماء
.يسجل الفيزيائيون أجهزة الإستشعار لفرز البيانات
.سوف يحصلون عليها من الأعماق
.في محطة سكوت-أموندسن بالقطب الجنوبي ،
.يشعر (جاكوب فان سانتين) الآن بأنه في منزله
.يمكنه الوصول إلى مكعب الثلج سيرًا على الأقدام
.إنه يوم جميل ، تكاد لا ريح فيه
درجات حرارة الصيف تحت 30 درجة ، .مئوية تحت الصفر
."مجيدة أشعة الشمس"
.المحطة تبعد عني بحوالي 500 متر ،
.وأمامي حوالي 500 متر فقط
.إلى مختبر مكعب الثلج
.أنا ذاهب إلى هناك الآن لأرى كيف يعمل كاشفنا
.هذه القضبان والأعلام هي الأجزاء الوحيدة من مكعب الثلج
.يمكنك أن ترى على السطح
..معظم الكاشف يكمن
.كيلومتر ونصف تحت قدمي
.مكعب الثلج هو كاشف رائع للنيوترينوات ،
.مكعب ثلج عملاق عالي التقنية ،
.دُفن على عمق كيلومترين ونصف
.في الجليد الأبدي في القطب الجنوبي
.الجو مظلم هناك ، والجليد نقي للغاية
الضوء قادر على إلقاء الضوء على .مكعب الثلج دون تشتيت الإنتباه
.عيون التلسكوب
.من أصغر ومضات من الضوء
.تسجيل 5200 صورة حساسة
.الضوء الضعيف لمقتفعات الجسيمات ،
.التي يمكن أن تسافر عدّة مئات من الأمتار عبر الجليد
.عندما يتم إكتشاف إشارات الضوء ، وأجهزة الإستشعار
.تحويلها إلى إشارات كهربائية وإجراء هذه
.على طول الكابلات الفولاذية على السطح ، إلى مكعب الثلج
.في دماغ التلسكوب
..مرحبًا
.أول مركز كمبيوتر
.تم بالفعل تثبيته في مكعب الثلج
.يسجل جميع البيانات من الجليد ،
..وترشيحه تقريبًا ،
.ثم إرسالها إلى مراكز البحث في جميع أنحاء العالم
.بيانات من أكثر من 5000 جهاز إستشعار في الجليد
..يتجمع هنا
.هذا هو مركز التحكم في الكاشف
.يستقبل قوته من هنا ،
.آلاف الأمتار من الكابلات
.وخزائن مليئة بأجهزة الكمبيوتر
.ليلاً ونهاراً فريق صغير من العلماء
.يراقب الإلكترونيات في مكعب الثلج
.لقد تم تعييني للحفاظ على تشغيل الكاشف
.لذا ، مهما حدث ، لا بد لي من حلها
..هذا يجعلني سعيدًا
.لأن هذه الأضواء التي تراها في الخلف ،
.إذا رأيت الأخضر والأصفر والأحمر ،
.ثم تأخذ مكعب الثلج البيانات
.إنه جميل؟ بلى
.رقيق جدًا جدًا
.لقد إلتقطت الكثير من الصور هنا للكابلات
.للحفاظ على تشغيل الكاشف ،
.يبقيّ بعض العلماء على الجليد خلال فصل الشتاء
.ثم إنها 70 درجة مئوية تحت الصفر ودائمًا في الليل
.تبقيّ الشمس تحت الأفق
.القمر فقط هو الذي يتبع مساره المعتاد
.هذا مثالي للمشاهدة
.الأضواء القزحية القطبية ،
.الرياح الشمسية المؤينة التي تلبَّد الغلاف الجوي للأرض
.ويتم تحويلها إلى القطبين
.لكن الآن خلال فصل الصيف في القطب الجنوبي ،
.عندما يكون الشتاء في (أوروبا) ، لا تغرب الشمس أبدًا
.تحيط بالقطب على مسافة ثابتة من الأفق
.من إيقاع النهار والليل معلّق
.اليوم به 24 ساعة من ضوء الشمس ،
.ولا يمكنك توجيه نفسك على موقع الشمس
.إنه مجرد يوم واحد لا يبدو أنه ينتهي أبدًا
.رحلة (جاكوب فان سانتينس) إلى كاشف عالي التقنية
.ينتهي الجليد في القطب الجنوبي بعد 10 أيام شمسية
حقل كمبيوتر كبير في أراضي .(ديزي" بالقرب من (برلين"
.هي ذاكرة حديثة وكمبيوتر عملاق
.البيانات من مكعب الثلج في القطب الجنوبي
.تنتقل هنا عبر الأقمار الصناعية
.يتم تصفية الإشارات التخريبية والتأثيرات الأخرى
.نقوم بهذا لمليارات الأحداث في مكعب الثلج
.وصيد الأحداث النادرة للنيوترينوات الكونية
.تحليل البيانات عملية معقدة للغاية
..أين تفاعل النيوترينوات
الذى يحدث في الكاشف؟
..ما مقدار الطاقة التي يمتلكها الحدث ،
ومن أي إتجاه أتى؟
.إنه مثل البحث عن الإبرة في كومة قش عملاقة ،
.تبحث عن النيوترينوات التي لديها الكثير من الطاقة
.التي يمكن أن تكون قد نشأت خارج مجرتنا
.يواصل العلماء تصفية
.الأحداث التي لا تعد ولا تحصى في الجليد
.حتى يصادفوا إشارات الضوء الحاسمة
.هذه هي البيانات الخام
.نرى الكاشف كله ،
.ولكن ليس في الوقت الحقيقي ، أبطأ بكثير
.لقد قرأت ثانية واحدة فقط هنا ،
.ولكن هذا أبطأ 1000 مرة مما كان عليه في الوقت الفعلي
.التبديل إلى الوقت الحقيقي من فضلك
.ثم يستمر المقطع ثانية واحدة ويومض بجنون
.تصفية البيانات أكثر وأكثر ،
.يصل الباحثون إلى هدفهم
.من أقوى مسارات الضوء في الجليد
.يصل قطرها إلى 600 متر ،
.أثر ضوئي بطول 600 متر خلفه جسيم ،
.صغير جدًا لدرجة أنه غير مرئي
..الآن نحن حقًا لا نرى سويّ أثر
.هنا ، الأثر يمر بوضوح من خلال الكاشف
..مايون) ينتج إشعاع "شيرينكوف" ، بلا شك)
.لم يعد "إرني وبيرت" بمفردهما
..منذ إكتشافهم ،
.تمكن الباحثون من تحديد
.النيوترينوات الكونية الأخرى
.الشخص الذي يتمتع بأكبر قدر من الطاقة حتى الآن ،
."لقد قاموا بتسمية "بيج بيرد
.نأمل أن نكون قادرين على التعرف
.مصادر هذه النيوترينوات عالية الطاقة
.في أسرع وقت ممكن
السؤال الكبير هو كيف يتم إنتاج هذا الإشعاع الكوني؟
كيف تسارع؟
ما هي المسرعات الكونية التي يجب أن توجد؟
..آمل ألا أضطر لقضاء بقية حياتي
في البحث عن هذه الأسئلة؟ ،
.لكنني بالتأكيد أريد إجابات لهم ،
.كلما كان ذلك أفضل
."وسط (برلين) ، موقع "زايس بلانيتاريوم
.(هذه واحدة من أكبر القباب السماوية في (أوروبا ،
.وإدارة المدينة تفعل ذلك
.واحدة من أكثرها حداثة
.من أخبار النيوترينوات خارج المجرة
.تُبهر المخرج
.لإظهارهم في قبة القبة السماوية عند إعادة الإفتتاح
..سيكون مثيرًا
.(مدير القبة السماوية (تيم فلوريان هورن
.متخصص في تصور الظواهر الكونية
.بإستخدام أحدث تقنيات الإسقاط ،
.يريد إجراء آخر التطورات والإكتشافات
.الواضح لزواره
.القبة السماوية في (برلين) هي مسرح علمي حديث
.كلما تم إكتشاف أي شيء جديد ،
.نريد التحدث عنه وإظهاره
.يمكننا مساعدة الناس على فهم النيوترينوات بشكلٍ أفضل
.إذا تمكنا من إظهار مسارهم عبر الكون
.هذا يعمل جيدًا في القبة السماوية
.لأن جمهورنا لديه فكرة
.من المسافات الهائلة في الكون
.في الوقت الفعلي ، بالطبع ، سيحتاجون إلى شهور للطيران
.من خلال النظام الشمسي ،
.لذلك علينا تعليق بعض قوانين الطبيعية
.نحن نطير أسرع من سرعة الضوء
..إلى مكان حيث في الواقع ،
.سوف نُدمر بالإشعاع
."إذا غامرنا بما وراء مجرتنا "درب التبانة ،
.لن نكون قادرين على رؤية المجرات الأخرى
.لأن أعيننا لم تُخلق من أجل ذلك
.إنه طريق ضيق نسير فيه
.نريد أن نكون على صواب علميًا ،
.ولكن أيضًا مفهومة للجمهور
.لذلك علينا تقديم تنازلات في الدقة العلمية
.من أجل الوضوح
.نحن في الأساس مكتب ترجمة للعلوم
.لتصور النيوترينوات المكتشفة حديثًا ،
."يلتقي (هورن) بباحث "نيوترينوات ،
.(كريستيان سبيرنج) ،
.وفنان بصري في قسم الرسوم المتحركة
.في إستوديوهات "بوتسدام بابلسبيرج" السينمائية
.هدفهم هو جلب نيوترينوات كوني إلى الشاشة
.لصنع إكتشاف شيء غير مرئي
.مفهومة لجمهور عريض
.لا أحد منهم يعرف كيف يبدو النيوترينوات حقًا
إذا أردنا تمثيل النيوترينوات ، فما الذي يمكننا إظهاره؟
كيف نتصور النيوترينوات؟
كيف يمكن أن تتحرك عبر الكون؟
لا أستطيع إلا أن أتخيل كيف يتحرك النيوترينوات؟ ،
.وأتخيل شيئًا مثل ممر طائرة نفاثة
.دون رؤية الطائرة نفسها
أنا مهتم حقًا فقط بكيفية ولماذا يسير في طريقه؟
."أو أتخيل ببساطة أن النيوترينوات هو الحرف اليوناني "إن يو
.إنها كافية بالنسبة لي
.في الأساس ، أرى فقط صيغة
في هذه القضية ، أسأل نفسي من أين أتوا؟
كيف يتحركون وكيف نُظهر ذلك؟
..سأقدم إقتراح
.أنا النيوترينوات
.أطير عبر الغرفة
.نعم ، قد تكون الرحلة الذاتية هي الحل
.أنا أتسابق عبر الكون ، تقترب المجرات المختلفة
.أتركهم ورائي ، ثم تأتي مساحة فارغة
.مجرد مساحة فارغة
.ثم في مرحلة ما ، تظهر مجرتنا
.ثم كرة زرقاء في المسافة ،
.وهذه هي الأرض
.حتى الآن ، لم يفكر (سبيرنج) إلا في النيوترينوات
.كجسيمات بلا شكل
.يقدمه الفنان التشكيلي بأفكار مختلفة
.هذا يُشبه النموذج الذري ،
.بالتأكيد ليس نيوترينوات في فهمي
.بالنسبة لي ، النيوترينوات أشبه بالنقطة
.بدون بنية ، صغيرة جدًا
.حسنًا ، الإقتراح التالي
.نموذج يتألق ويبدو أنه غير ملموس
.مع تذبذب خارجي
.هذا يُشبه الجان الودودين ،
.تتأرجح حول كرة خضراء
.مع إهتزاز العصابات الخضراء
.أنا فهمت
.هذا مثير للإهتمام ، خارج نطاق التركيز
.يجعلني أفكر على الفور في الإنفجارات الشمسية
.بالطبع ، لدينا مشكلة أيضًا
.أن بعض الصور مألوفة بالفعل
."ربما يبدو هذا مثل "ستار تريك
.يتنقل في الفضاء بشكلٍ غير حاسم
.ويبدو أنه إنتهى
.نعم ، النيوترينوات متحمسة للغاية
.في السابق ، رأيت شيئًا مثيرًا للإهتمام
.في معاينة الكمبيوتر ،
.كرة محددة بدقة بدلاً من كرة البلياردو
.إذا كانت هذه الحواف يمكن أن تتلاشى أو تشوش ،
.أعتقد أننا سنكون أقرب إلى الجسيم الشبحي
.بالنسبة لي ، إنها كبيرة جدًا قليلاً بالنسبة للشاشة
.لا مشكلة
.نعم ، هكذا ، لنجرب ذلك
.(في مركز فيزياء الجسيمات في (مرسيليا ،
.يستعد فريق البحث الفرنسي لتثبيت
.أول سلسلة للكشف عن النيوترينوات
.هذه عيون التلسكوب
.ومضاعفات الصور حساسة جدًا للضوء
.يمكنهم إلتقاط فوتون واحد فقط
.تتطلب العين البشرية في الواقع حوالي سبعة فوتونات
.قبل أن تتمكن من إثارة إكتشافك لشيءٍ ما ،
.في حين أن هذه أكثر حساسية من عين الإنسان
.ونحتاج إلى قياس الموضع الذي يصل منه الفوتون
.على الكاشف بدقة بضعة سنتيمترات
.لكن بالطبع ، في قاع البحر
.لدينا تيارات بحرية وفي الواقع ،
.كل شيء يتحرك قليلاً
.وهكذا داخل الوحدة البصرية ،
.لدينا بعض البوصلات الدقيقة للغاية
.التي تقيس دوران الكرة
.وإنحرافها في كل الإتجاهات
.بمجرد أن يضرب النيوترينوات
.نواة الذرة في الكاشف ،
.يتسابق عليه بإعتباره الميون
.ينبعث الميون من الضوء
.وينشط الحواس الفردية على مسار رحلته
.من إتجاه مسار الرحلة ،
.يمكن للباحثين إعادة بناء موقع مصدره
.من مقدار الضوء الذي نرصده في التلسكوب
.يعتمد في الواقع على طاقة النيوترينوات
.لذلك إذا كان النيوترينوات منخفضة الطاقة لن تتفاعل ،
.لن يكون هناك الكثير من الضوء ،
.بينما ، عندما يكون حدثًا عالي الطاقة
.سيضيء الكاشف بالكامل مثل شجرة عيد الميلاد
سوف يكون تليسكوب النيوترينوات ، .كاشفًا قويًا في أعماق البحار
.نظرائهم من مكعب الثلج في نصف الكرة الشمالي
.يبلغ طول كل سلسلة كاشف 800 متر
.ويحمل 18 حساسًا بحجم كرة السلة
.لذا ، إذا كنت قادرًا على التجول في قاع البحر
.بين غابة أجهزة الكشف ،
.أعتقد أنه سيكون مشهدًا مثيرًا للإعجاب
.التلسكوب ليس ثقيلاً
.يطفو على تيار الماء
لذلك يجب على كل جهاز إستشعار .إعادة تحديد موضعه بإستمرار
.هذه هي الطريقة الوحيدة التي يمكن للباحثين تحديدها
.إتجاه النيوترينوات
.العودة إلى إستوديو الرسوم المتحركة
.من القبة السماوية ،
.أحضر (تيم فلوريان هورن) برنامجًا برمجيًا
.يمكنه محاكاة الكون المعروف
.في هذه المساحات الشاسعة ، يحاول الفريق إنشاء
.طريق مستقيم ميت للنيوترينوات
.من مصدره إلى الأرض
.لا يمكن أن تمثل بطاقة الرسومات أو نظام الكمبيوتر
.هذه المقاييس الكبيرة بشكلٍ معقول
.علينا أن نكون ماكرين بعض الشيء
.سنضغط على أنظمة التنسيق المختلفة ،
.وسنطير أسرع بكثير من الضوء
.عندما نعبر المسألة ،
.سواءً كانت الأرض أو الكويكب ،
.سيكون من الجيد محاولة التكبير على المستوى الذري
.أعني المستوى ، حيث بصفتي نيوترينوات
.لا أرى سويّ ذرة أمامي ،
النواة في المركز مع عدد قليل .من الإلكترونات التي تدور حولها
.لأنه في نهاية اليوم ،
..الذرة نظام فارغ
.من خلالها تطير النيوترينوات دون عوائق تمامًا
..تتكون الأرض كلها بشكلٍ أساسي
.من هذه الأنظمة الفارغة
وهذا هو السبب في أنها مسامية .للنيوترينوات غير المدعوة
يجب أن يوضّح المستوى الذري .سبب وجود النيوترينوات
يمكن أن تطير دون عوائق ، .عبر الجدران والكواكب بأكملها
..فى رحلة عبر الفراغ
.في (مرسيليا) ، يستعد الباحثون
.لنقل سلسلة الكاشف
هنا ، لدينا الهيكل الذي نستخدمه .لتثبيت تليسكوب النيوترينوات
على عمق أربعة كيلومترات .في البحر الأبيض المتوسط
تمتد خطوط الإستشعار تليسكوب .النيوترينوات على إرتفاع مئات الأمتار
.عموديًا من قاع البحر
.800متر عند ضبط الطاقات الأعلى
.(و 200 متر من الإعداد لدينا هنا في (فرنسا
.ولكن قبل تثبيت هذه الهياكل العمودية ،
.نقوم أولاً بلف الكابل ، وهو كابل مرن
.على هذا الهيكل العمودي
.يتم تخطيط كل إجراء بعناية وإختباره عدّة مرات
.العلماء يلفون خيطًا
.مع مجالات التعداد إلى كرة كبيرة
.لقد طوروا مرساة خاصة
.لتأمينها في قاع البحر
.الخطوة الأخيرة في قاعة البناء
.هو تحميل الخيط الملفوف على المرساة الصفراء
.أول سلسلة مستشعرات جاهزة للشحن
.جنبًا إلى جنب مع المرساة ، يتم تحميلها وطردها
تقوم سفينة الأبحاث بنقلها .على بُعد 40 كيلومترًا من الشاطئ
الليلة ، من المقرر أن تصل سلسلة .تليسكوب النيوترينوات الأولى
.قاع البحر الأبيض المتوسط
.على عمق ثلاثة آلاف ونصف متر
.ببطء بسرعة 12 مترًا في الدقيقة ،
.المرساة وأجهزة الإستشعار تتزامن مع قاع البحر
.ترافقهم روبوتات غاطسة ،
.بقيادة المهندسين على متن سفينة الأبحاث
.بعد أربع ساعات ونصف ، تصل الحمولة إلى القاع
.تربط الأذرع الروبوتية الكابلات التي تربط المرساة
.مع البنية التحتية لأعماق البحار
.لتنقل الطاقة والمعلومات
.إلى المحطة الساحلية
.ثم ترفع العوامة الإطار
.يتم فك سلسلة المستشعر عموديًا من الإطار المعدني
.مثل الصوف من الكرة
.ويطلق مستشعرات الصور الفردية
.إلى مواقعهم النهائية المحددة
.تم تجميع سلسلة الكاشف الأول بنجاح
.مئات أخرى ستتبع
..قريبًا ، سيكون تليسكوب النيوترينوات قادرًا أيضًا
.لتحديد النيوترينوات خارج المجرة
.(في القبة السماوية في (برلين ،
..يريد فريق الرسوم المتحركة للبحث إلقاء نظرة
.في أولى نتائجه ، من عرض كوني أول
.ينظر العلماء إلى الكون على أنه مختبر عملاق
.لإختبار صلاحية القوانين الأساسية للفيزياء
.والتحقيق في المناطق
.حيث الجاذبية والكثافة ودرجة الحرارة
..عالية للغاية ،
.هناك حيث تنفجر النجوم أو تنفجر من الداخل ،
.ويتم إنشاء ثقب أسود
.إنفجار كوني في مسرع جسيمات عملاق ،
.على بُعد مليون سنة ضوئية ،
.نفاثة عملاقة أرسلها ثقب أسود عملاق
.في قلب مجرة نشطة
يمكن أن تصل هذه النفاثات إلى .مئات الآلاف من السنين الضوئية
.في الفضاء بين المجرات
.إنها تسرّع الجسيمات الكونية ،
.وبالتالي إنتاج النيوترينوات
.النيوترينوات تطير أبطأ قليلاً من سرعة الضوء
.لأنها لا تشتمل إلا على كمية صغيرة من المادة
..ولا يتم شحن ،
.الجسيمات الأخرى ولا تبطئها
.أو تصرف إنتباهه عن مسار رحلته
.لذلك يمكن أن تمر من خلال كل شيء
.دون المخاطرة بالتصادم
.الذرات التي تتكون منها أجسادنا ،
.تكوٌن أكثر من 99٪ من مساحة فارغة
.بين النواة في المركز
.وحتى الإلكترونات الأصغر التي تدور حولها ،
.هناك مساحة كبيرة للنيوترينوات
.ولا شيء سويّ مجال كهربائي
.ولكن على عكس معظم الجسيمات الأخرى ،
.لا تسجل النيوترينوات القوى الكهربائية
..يجب أن تصطدم مباشرة
.بنواة حتى يتم إيقافها ،
.وهذا يحدث نادرًا جدًا
..لا يمكن إكتشاف هذا الحدث النادر إلا
.بمساعدة أجهزة الكشف العملاقة
..بالصدفة فقط
.ومع وجود خطر طفيف يقدّره العلماء ،
هل تضرب النيوترينوات نواة ذرية؟
.الآن هذه النيوترينوات خارج المجرة
.تم التعرف عليها لأول مرة
.إرني وبيرت" هم النجوم الكبار"
.فيزياء الفلك والجسيمات
.في إكتشاف النيوترينوات الكونية ،
..لقد فتحنا نافذة جديدة
.ومع ذلك ، فنحن لم نفتحها بالكامل ، بل مجرد صدع
..نحن نعلم أن هناك شيئًا ما ،
.لكننا لم نرسم هذا المشهد الجديد بعد
.عندما نجد المزيد من هذه الجسيمات
.وتتبعها إلى مصادر محددة ،
.سنتمكن من إنشاء فسيفساء ،
..وبعد ذلك سنكون قادرين على القول
كيف تعمل هذه المصادر حقًا؟ ،
كيف تعمل أعنف الآلات في الكون؟
.تُظهر الفيزياء الحديثة أن السلوك
.من الجسيمات الأولية في أصغر مستوى
.وتطور الكون ككل
..يرتبط إرتباطًا وثيقًا
..مع النماذج والنظريات ، يحاول العلماء القياس
.وتوسيع حدود الفيزياء
.سوف تساعد النيوترينوات في إثبات تلك النظريات
..لذلك ، سيكون هدفنا الرئيسي هو إكتشاف
.مصدر نيوترينوات واحد شبيه بالنقطة ،
.لذلك يمكن أن تكون مصادر مثل الثقوب السوداء ،
..مادة تراكمية ،
.تصادم الثقوب السوداء أو إنفجارات السوبرنوفا
.للتأكد من إكتشافنا لمثل هذا المصدر ،
.سنحتاج إلى شيء مثل 10 نيوترينوات ،
.تشير من مكانٍ واحد في السماء
.لقد أظهر التاريخ ذلك في كل مرة
..قم بتشغيل تلسكوب جديد ،
.لا ينبغي أن تتفاجأ عندما تحصل على مفاجأة
.إذا كانت هناك حضارات متطورة للغاية
.ربما لا يريدون التجسس عليهمّ
.من قبل الحضارات غير المتطورة مثل حضارتنا
..ربما قرروا عدم إستخدام
.الموجات الكهرومغناطيسية للتواصل ،
."لكن شيئًا مختلفًا تمامًا ، على سبيل المثال "النيوترينوات
..فقط تخيل أن هذا يعني أن النيوترينوات شيءٍ ما
مثل "شفرة مورس" من حضارات .خارج كوكب الأرض
(ترجمة : (وندر وومان & بسام شقير