Klasyfikacja | Boson |
---|---|
Kompozycja | Podstawowy |
Grupa | Bozon wskaźnikowy |
Masa |
0 (teoretyczne) ≤ 6,76 × 10-23 eV / c 2 (eksperymentalne) |
---|---|
Ładunek elektryczny | 0 |
Obracać | 2 |
Dożywotni | Stabilny |
Odkrycie | Hipotetyczny |
---|
Graviton to hipotetyczny elementarne cząstki, które przenosi ciężar właściwy , przewidziane w większości kwantowa ciężkości systemu . Byłby więc kwantem siły grawitacji. W języku potocznym możemy powiedzieć, że grawitony są posłańcami grawitacji, czyli nośnikami siły. Aby zmaterializować tę siłę, możemy wziąć przykład procy ze sznurkiem (grawitonem), który trzyma kamień. Im więcej jest w polu grawitacyjnym, tym silniejsze jest to pole.
Poświadczone jest słowo grawiton 1934 : jego pierwsze wystąpienie pojawia się w artykule Błochintseva i Gal'perina.
Grawitony zostały postulowane po sukcesie reprezentacji interakcji w ramach kwantowej teorii pola w innych dziedzinach. Na przykład elektrodynamika kwantowa bardzo dokładnie wyjaśnia cały elektromagnetyzm , od domeny makroskopowej do domeny mikroskopowej, poprzez wymianę fotonów między cząstkami wyposażonymi w ładunki elektryczne. Zatem wymieniane fotony są odpowiedzialne za siły elektryczne i magnetyczne.
Biorąc pod uwagę szeroki sukces mechaniki kwantowej w opisywaniu innych interakcji reprezentujących podstawowe siły we wszechświecie , wydawało się naturalne, że te same metody mogą się sprawdzić w opisie grawitacji.
Aby spełnić charakterystykę oddziaływań grawitacyjnych, grawitony muszą zawsze prowadzić do atrakcyjnej interakcji, mieć nieskończony zasięg i mieć nieograniczoną liczbę. Ilościowo oznacza to, że jest to bozon o zerowej masie , spinie równym 2 i helikalności równej ± 2. Co oznacza, że są to luksony , cząstki poruszające się z prędkością światła . Spin grawitonu nie jest liczbą połówkową, ponieważ w takim przypadku nie byłoby interferencji między amplitudami odpowiadającymi wymianie lub brakowi wymiany grawitonu. Grawiton nie jest ani jednostkowy (1), ani nieparzysty (1, 3, 5 itd. ), Ponieważ gdyby tak było, grawitacja byłaby odpychająca. Nie ma ona spinu zerowego (0), ponieważ gdyby tak było, grawitacja nie łączyłaby się z fotonami. Spin 2 grawitonu jest również powiązany z kwadrupolarnym charakterem fal grawitacyjnych .
Teoretycy uważają, że grawitacyjne i mechanika kwantowa musi zbiegać lub scalić w rozmiarze skalę 10 -35 m , obserwować łamanie symetrii z Lorentza , ale najlepsze obecne instrumenty nie informują poniżej 10 - 19 m .
Zgodnie z niektórymi rozszerzeniami teorii Einsteina grawiton może mieć niezerową masę. Wykazano eksperymentalnie dwoma różnymi metodami, że ta możliwa masa jest mniejsza niż 7 × 10 −23 eV / c 2 , czyli 10 28 razy mniejsza niż masa elektronu .
W kontekście ogólnej (niekwantowej) teorii względności oddziaływanie grawitacyjne nie ma reprezentacji wektorowej, tak jak pozostałe trzy siły . W istocie łączy się wówczas z błoną czasoprzestrzeni : w paradygmacie ogólnej teorii względności masy nie przyciągają się już nawzajem: po prostu podążają za geodezją czasoprzestrzeni uporządkowaną przez impuls energii tensora rozprowadzany we wszechświecie. W tym kontekście cząstka nie musi przenosić grawitacji, co jest nieodłącznym elementem samego „kształtu” wszechświata, a dokładniej jego lokalnych deformacji. To uzasadnia, że w konkretnym miejscu w przestrzeni ciała o różnej masie będą ściśle podążały tą samą trajektorią (przy braku interwencji sił zewnętrznych : na przykład elektromagnetycznych lub wstrząsów).
Mimo wielu prób grawiton nie został zaobserwowany, a nawet teoretycznie dobrze zdefiniowany. Jak dotąd wszystkie próby stworzenia prostej teorii grawitacji kwantowej nie powiodły się. Poszukiwanie bozonu Higgsa (lub bozonu BEH od nazwiska jego odkrywców: Brouta, Englerta i Higgsa), innego bozonu przewidzianego jako podstawa masy dowolnego fermionu - podczas gdy grawiton miałby stanowić wektor siły grawitacji - skupił się na początku XXI th Century wysiłki społeczności zawodowej w badaniach podstawowych . Bozon Higgsa został odkryty w CERN , ogłoszono4 lipca 2012.
Dyskutowane jest samo istnienie grawitonu jako cząstki: grawiton mógłby być jedynie „praktycznym pośrednikiem obliczeniowym” i „ pseudocząstką ” .
Podstawowa trudność w jego zademonstrowaniu polega na tym, że wszystkie masy są pozytywne, że skutki są odczuwalne z nieskończonej odległości i bez mocnego efektu ekranu: interakcja hipotetycznego grawitonu z aparatem przeznaczonym do jego uwydatnienia grozi utonięciem. w ogromnym i uniwersalnym szumie tła. Jedynym sposobem wykrycia tego bozonu byłoby poszukiwanie zdarzeń, w których ruch lub energia badanego obiektu zmienia się inaczej niż to, co określa ogólna teoria względności , ale jedną z podstawowych zasad kwantowej grawitacji jest to, że przez pewien czas pozwala sobie na to. znaleźć całą wiedzę eksperymentalną zgodną z ogólną teorią względności .
W teorii strun i kosmologii branarowej grawiton zajmuje ważne miejsce. Ponieważ jest to generowane przez zamknięty sznur , nie może zostać uwięzione w D-branach . Oznacza to, że dzięki sile grawitacji możliwe byłoby wykazanie istnienia innych D-branów.
Graviton wiąże się również z falami grawitacyjne , takich jak te, które zostały wykryte przez interferometru VIRGO , lub o większej długości fali, a wykrycie, który jest celem projektu przestrzeni LISA ESA .
Grawitonu nie należy mylić z bozonem Higgsa : pierwszy został postulowany przez teorię kwantową Blucka w celu wyjaśnienia przestrzennej propagacji grawitacji, podczas gdy drugi pojawia się w Modelu Standardowym (opartym w szczególności na teorii kwantowej, ale także na specjalnym względności), aby wyjaśnić dlaczego niektóre cząstki mają masę, a inne nie.
Grawiton jest wielokrotnie wspominany i używany w fikcyjnej pracy Star Trek .
Cząstka jest często wykorzystywana do sztucznej grawitacji na statkach Federacji dzięki „płytom grawitacyjnym”, które równomiernie rozpraszają grawitony. Deflektor nawigacji , niezbędny urządzenie statku, który popycha do przodu wszelkich cząstek emituje Grawitony kiedy może być konieczne w celu ich wykorzystania.
„Technologia Graviton” jest technologią niezbędną do produkcji Gwiazd Śmierci (EDLM / RIP) w przeglądarce internetowej Ogame.
W mandze Blame znajdujemy emiterów grawitonów, niszczycielskiej broni! i Rycerze Sidonii, autor Tsutomu Nihei.