Гравитоны

Гравитон — гипотетический квант-переносчик гравитационного взаимодействия — элементарная частица без электрического заряда со спином 2 и двумя возможными направлениями поляризации. Спин гравитона равен 2 по той причине, что плоская гравитационная волна носит квадрупольный характер, переходя сама в себя при повороте на 180° вокруг оси, параллельной направлению распространения.

Несмотря на отсутствие в настоящее время полноценной теории квантовой гравитации, возможно квантование слабых возмущений заданного гравитационного поля. В рамках такой линеаризованной теории элементарным возбуждением и является гравитон. В результате чрезвычайной слабости гравитационного взаимодействия, экспериментальное обнаружение отдельных гравитонов в настоящее время не представляется возможным.

Гипотеза о существовании гравитонов появилась благодаря успеху квантовой теории поля (особенно Стандартной модели) в моделировании поведения остальных фундаментальных взаимодействий с помощью подобных частиц: фотоны в электромагнитном взаимодействии, глюоны в сильном взаимодействии, W и Z бозоны в слабом взаимодействии. По аналогии, за гравитационное взаимодействие может также отвечать частица. Ряд физиков отвергают гипотезу о гравитоне, как несостоятельную ^[1]. Например, если гравитоны существуют, то они должны излучаться чёрными дырами, что противоречит общей теории относительности.

Однако, попытки расширить Стандартную модель гравитонами сталкиваются с серьёзными теоретическими сложностями в области высоких энергий (равных или превышающих планковскую энергию) из-за возрастающей бесконечности вследствие квантовых эффектов (гравитация не ренормализуется). Этому вопросу посвящено несколько предложенных теорий квантовой гравитации (в частности, теория струн). Согласно теории струн, гравитоны (также как и другие частицы) это состояния струн, а не точечные частицы, в этом случае бесконечности не появляются, в то же время, при низких энергиях их можно рассматривать как точечные частицы. То есть гравитон — это некоторое приближение к реальности, которое можно использовать в области низких энергий.

Источники

1. ↑ Браиен Белрад, Что не так с гравитонами?

См. также

• Гравитационная волна
• Квантовая гравитация

Частицы в физике — элементарные частицы	Править
Фермионы: Кварки: Верхний · Нижний · Странный · Очарованный · Прелестный · Истинный
Лептоны: Электрон · Позитрон · Мюон · Тау-лептон · Нейтрино
Калибровочные бозоны: Фотоны · W- и Z-бозоны · Глюоны
До сих пор не обнаружены: Бозон Хиггса · Гравитон · Другие гипотетические частицы