When considering the smallest unit of matter—the atom — most people know of electrons, protons, and neutrons, but almost none know of another particle, even though they are constantly emitted from the sun in the trillions, with 100 to 200 billion of them regularly passing through your body every second.
Khi bàn đến đơn vị nhỏ nhất của vật chất – nguyên tử - hầu hết mọi người đều biết về các hạt electron, proton, neutron, nhưng hầu như không ai biết về một loại hạt khác, dù cho chúng được mặt trời giải phóng đều đặn hàng triệu tỷ hạt và 100 đến 200 tỷ trong số đó như thường lệ chạy xuyên qua cơ thể bạn mỗi giây.
To repeat, that’s not thousands, not millions, but billions, every second.
Nhắc lại rằng, không phải hàng ngàn, hàng triệu, mà là hàng tỷ hạt mỗi giây.
You don’t feel them because they are small, in fact, so tiny that we can barely detect their presence at all.
Bạn không cảm nhận được chúng bởi vì chúng quá bé, thực tế, bé đến nỗi bạn hầu như không hề phát hiện được sự hiện diện của chúng.
These mysterious particles are called neutrinos.
Những hạt bí ẩn này được gọi là neutrino.
Despite such an abundance, detecting them is a huge undertaking, and there are many reasons for this.
Mặc dù với số lượng phong phú như vậy nhưng việc tìm thấy chúng hẳn là 1 sự đảm đương to lớn, vì nhiều vấn đề
Firstly, the neutrino itself is so small that you need to eliminate absolutely all other particles around.
Đầu tiên, bản thân hạt neutrino quá nhỏ nên bạn phải loại bỏ chúng hoàn toàn khỏi tất cả các hạt chung quanh.
To do this, you need what is called a clean room, one that has an extremely low level of dust, microbes, floating particles, or chemical vapours.
Để làm được điều này, bạn cần một cái gọi là “clean room” một căn phòng sạch, nơi có hàm lượng cực thấp các hạt bụi, vi sinh vật, các hạt luân chuyển, hoặc hơi hóa học.
You probably don’t know it, but the air around you right now has almost 40 million particles per cubic meter.
Bạn có lẽ không biết điều này, nhưng quanh bạn ngay lúc này có gần 40 triệu hạt trong một mét khối không khí.
In contrast, the cleanest of clean rooms has less than 10.
Trái lại, căn phòng sạch nhất trong số các “clean room” chỉ chứa ít hơn 10 hạt.
The second problem is that you also need an environment with absolutely no background radiation.
Vấn đề thứ hai là bạn cần một môi trường tuyệt đối không có dấu vết phóng xạ.
At the surface of the Earth, such radiation is all around, from the sun and sky, and from TVs and communication devices.
Trên bề mặt trái đất, những tia phóng xạ ở khắp nơi, từ mặt trời trên cao cho đến các thiết bị truyền thông và ti-vi.
The only way to screen out all that is to go underground, and I mean deep underground.
Cách duy nhất để lọc bỏ các tia này là đi xuống mặt đất, ý tôi là đi thật sâu xuống lòng đất.
For example, the Sudbury Neutrino Observatory in Canada uses an old nickel mine, one of the deepest in the world, and puts the Observatory in its lowest tunnel, more than two kilometers below the surface.
Ví dụ như trung tâm quan sát neutrino Sudbury ở Canada sử dụng một hầm ni-ken cũ, một trong những hầm sâu nhất thế giới, và đặt hệ thống thăm dò trong đường hầm thấp nhất của chúng, khoảng 2km dưới mặt đất.
At such depths, stray radiation is sufficiently screened out to allow neutrinos only to pass by.
Ở độ sâu đó, tia phóng xạ rải rác hoàn toàn bị lọc bỏ chỉ có neutrinos mới có thể xuyên đến.
The final problem is that you need an elaborate detection system, and this apparatus is huge, and its installation in this deep underground cavity presents quite a headache.
Vấn đề cuối cùng là bạn cần một hệ thống thăm dò tinh vi và cỗ máy này thì rất lớn, việc thiết lập nó dưới hầm ở độ sâu như thế cũng là một vấn đề đau đầu.
Holding such a weighty construction safe and secure requires complex engineering work, such as rock-bolting and support structuring.
Để giữ một cấu trúc nặng nề như thế được an toàn và bảo đảm đòi hỏi thao tác kỹ nghệ phức tạp như neo (một phương tiện dùng để giữ ổn định cấu trúc của hầm sau khi đào) và cấu trúc hỗ trợ.
This obviously requires great care, and takes a lot of effort.
Điều này rõ ràng yêu cầu một sự chú tâm rất lớn và đòi hỏi nhiều nỗ lực.
So, I’ve told you about the difficulty in detecting neutrinos.
Tôi đã nói với bạn về sự khó khăn trong việc phát hiện các hạt neutrino.
They are tiny, virtually weightless, have no electric charge, and hardly interact with anything at all.
Chúng rất nhỏ, được xem như không trọng lượng, không tích điện và hầu như không tương tác với bất kỳ thứ gì.
Yet we can detect them, and to see how, let’s consider the Sudbury installation once again.
Tuy nhiên chúng ta có thể phát hiện chúng, và để xem ta làm việc đó bằng cách nào, hãy xem xét việc thiết lập Sudbury một lần nữa.
The detector there consists of a spherical container filled with heavy water.
Cỗ máy thăm dò có cấu tạo dạng thùng hình cầu chứa đầy heavy water (nước nặng).
This rests inside another vessel tilled with normal water, which helps support the weight of the inner sphere, as well as providing further shielding from any stray radiation.
Phần này nằm trong một ống khác chứa đầy normal water (nước thường) để nâng đỡ trọng lượng của quả cầu bên trong, cũng như cung cấp một lớp bảo vệ tăng cường khỏi bất kỳ tia phóng xạ rải rác nào.
At the edge of this inner sphere are about 10,000 electronic detectors.
Ở rìa của quả cầu này có khoảng 10000 cảm biến điện tử.
These tire extremely sensitive, able to multiply a hundred million times any electric current which occurs.
Chúng cực kỳ nhạy, có khả năng khuếch đại một trăm triệu lần bất kỳ một dòng điện nào xuất hiện.
So, as the neutrinos pass through this sphere of water, there is a very very very small chance that one of them may hit a water molecule.
Khi các hạt neutrino băng qua quả cầu chứa nước khả năng chúng va phải một phân tử nước là rất rất rất thấp.
To increase the likelihood of this, two strategies are used.
Để tăng khả năng này, hai chiến lược được sử dụng.
One, the larger the sphere of water, the belter, and the Sudbury lank holds not 10 tons, not 100 tons, but 1000 tons.
Chiến lược thứ nhất, sử dụng quả cầu chứa nước lớn hơn, hệ thống này nặng không phải 10 tấn, 100 tấn mà là 1000 tấn.
Two, the water is special, consisting as it does of heavier molecules.
Chiến lược thứ hai, nước này phải đặc biệt, chứa các phân tử nặng hơn.
So, what happens is this.
Và điều xảy ra là đây.
If the neutrino hits the water molecule, the neutrino is absorbed, but the molecule itself splits apart, producing a tiny electric current.
Khi các hạt neutrino đụng phải phân tử nước, chúng bị hấp thụ nhưng phân tử nước sẽ bị phá vỡ tạo thành các dòng điện rất nhỏ.
It is this which is detected, and analysed, giving key information about the neutrino.
Dòng điện này được phát hiện và phân tích để cung cấp những thông tin chính về neutrino.
The final question is why do we care about these elusive particles Well, just think – they can pass right through the core of our sun at the speed of light without being affected or losing strength.
Câu hỏi cuối cùng là tại sao chúng ta lại quan tâm về những thứ hạt khó nắm bắt như vậy? Ồ, nghĩ xem, chúng có thể xuyên thẳng qua tâm của mặt trời với tốc độ ánh sáng mà không hề bị ảnh hưởng hay giảm đi sức mạnh gì cả.
No other form of radiation can do that, meaning that the knowledge we get about neutrinos can help us to control them.
Không có một dạng hạt phóng xạ nào làm được điều đó, có nghĩa là kiến thức mà chúng ta có về neutrino có thể giúp chúng ta kiểm soát chúng.
With this ability, we can probe the centre of our Earth, the inner layers of our sun, and the outer limits of our solar system, and that make it all worth the effort.
Với khả năng này, chúng ta có thể thăm dò tâm của trái đất, những lớp trong của mặt trời, và những giới hạn ngoài của hệ mặt trời, và những điều này khiến nỗ lực thăm dò neutrino trở nên đáng giá.