Klassifisering | Boson |
---|---|
Sammensetning | Elementær |
Gruppe | Måler boson |
Masse |
0 (teoretisk) ≤ 6,76 × 10 −23 eV / c 2 (eksperimentell) |
---|---|
Elektrisk ladning | 0 |
Snurre rundt | 2 |
Livstid | Stabil |
Oppdagelse | Hypotetisk |
---|
Den graviton er en hypotetisk elementærpartikkel tyngdekraften , er forutsatt i de fleste kvantetyngde systemer . Det ville derfor være kvantiteten til gravitasjonskraften. I hverdagsspråket kan vi si at gravitons er tyngdekraftens budbringere, eller bærere av kraft. For å materialisere denne kraften, kan vi ta eksemplet med en slangebøyle med strengen (graviton) som holder steinen. Jo mer det er i et gravitasjonsfelt, jo kraftigere er dette feltet.
Ordet graviton er attestert i 1934 : dens første forekomst vises i en artikkel av Blokhintsev og Gal'perin.
Gravitons er postulert etter suksessen med representasjonen av interaksjoner innenfor rammen av kvantefeltteori på andre felt. For eksempel forklarer kvanteelektrodynamikk veldig nøyaktig all elektromagnetisme , fra det makroskopiske domenet til det mikroskopiske domenet, ved utveksling av fotoner mellom partikler utstyrt med elektriske ladninger. Dermed er de utskiftede fotonene derfor ansvarlige for de elektriske og magnetiske kreftene.
Gitt kvantemekanikkens store suksess med å beskrive andre interaksjoner som representerer grunnleggende krefter i universet , virket det naturlig at de samme metodene kunne fungere for beskrivelsen av tyngdekraften.
For å oppfylle egenskapene til gravitasjonsinteraksjon, må gravitons alltid føre til en attraktiv interaksjon, ha uendelig rekkevidde og ha ubegrenset antall. Kvantisk betyr dette at det er en boson med null masse , med spinn lik 2 og med helisitet lik ± 2. Som antyder at de er luxons , partikler som beveger seg med lysets hastighet . Spinnet til gravitonet er ikke et halvt heltall, fordi hvis dette var tilfelle, ville det ikke være noen interferens mellom amplitudene som tilsvarer en utveksling eller til fraværet av utveksling av et graviton. Gravitonen er verken av enhetsspinn (1) eller av odde spinn (1, 3, 5, etc. ) fordi, hvis det var slik, ville tyngdekraften være frastøtende. Den har ikke null spinn (0), for hvis ikke, ville tyngdekraften ikke kobles sammen med fotonene. Spinn 2 til graviton er også knyttet til den kvadrupolare karakteren av gravitasjonsbølger .
Teoretikere mener at tyngdekraften og kvantemekanikken må konvergere eller smelte sammen i en skala på 10-35 m for å observere symmetribruddet til Lorentz , men de beste nåværende instrumentene informerer ikke under 10 - 19 m .
I følge noen utvidelser av Einsteins teori, kunne graviton ha en masse som ikke er null. Det er vist eksperimentelt, ved to forskjellige metoder, at denne mulige massen er mindre enn 7 × 10 −23 eV / c 2 , det vil si 10 28 ganger mindre enn massen til elektronet .
I sammenheng med generell (ikke-kvante) relativitet , har ikke gravitasjonsinteraksjonen en vektorrepresentasjon, som de tre andre kreftene . Faktisk, så slår det sammen med membranen av rom-tid : i paradigmet om generell relativitet, massene ikke lenger tiltrekker hverandre: de bare følg geodesics av en rom-tid bestilt av tensor energi- impuls fordelt i universet. I denne sammenheng er det ikke behov for en partikkel for å overføre tyngdekraften, dette er iboende i universets 'form', eller mer nøyaktig i dets lokale deformasjoner. Dette rettferdiggjør at kroppene med forskjellige masser på et presist sted i rommet vil følge den samme banen (i fravær av intervensjon av eksterne krefter : elektromagnetisk, for eksempel eller sjokk).
Til tross for mange forsøk har graviton ikke blitt observert, eller til og med teoretisk veldefinert. Til dags dato har alle forsøk på å lage en enkel teori om kvantegravitasjon mislyktes. Søket etter Higgs boson (eller BEH boson fra navnet på oppdagerne: Brout, Englert og Higgs), et annet boson som er forutsatt som grunnlag for massen til enhver fermion - mens graviton ville utgjøre vektoren for gravitasjonskraften - fokusert i begynnelsen av XXI th århundre innsatsen til fagmiljøet i grunnleggende forskning . Higgs-bosonen ble oppdaget på CERN , kunngjøringen ble gjort den4. juli 2012.
Selve eksistensen av gravitonet som en partikkel diskuteres: gravitonet kunne bare være en "praktisk beregningsformidler" og en " pseudopartikkel " .
En grunnleggende vanskelighet for demonstrasjonen ligger i det faktum at massene alle er positive, at virkningene kjennes på en uendelig avstand og uten en fast skjermeffekt: samspillet mellom en hypotetisk graviton og et apparat beregnet for å markere det risikerer å bli druknet i en enorm og universell bakgrunnsstøy. Den eneste måten å oppdage dette bosonet på ville være å se etter hendelser der bevegelsen eller energien til et testobjekt endres annerledes enn det som er etablert av generell relativitet , men et av de grunnleggende prinsippene for kvantegravitasjon er for en tid det lar seg finne all eksperimentell kunnskap i samsvar med generell relativitet .
I strengteori og branarkosmologi har graviton en viktig plass. Ettersom dette genereres av en lukket ledning , kan den ikke fanges i en D-brane . Dette innebærer at demonstrasjonen av eksistensen av andre D-braner gjennom gravitasjonskraften vil bli mulig.
Den graviton er også forbundet med gravitasjonsbølger , slik som de som har blitt detektert av interferometeret JOMFRUEN , eller av større bølgelengde brønn, påvisning av som er hensikten med plass prosjekt LISA den ESA .
Gravitonet skal ikke forveksles med Higgs-bosonen : den første ble postulert av Blucks kvanteteori for å forklare romlig forplantning av gravitasjon, mens den andre vises i standardmodellen (som spesielt er basert på kvanteteorien, men også på spesiell relativitet) for å forklare hvorfor noen partikler har masse og andre ikke har.
Graviton er gjentatte ganger nevnt og brukt i Star Trek fiktive verk .
Partikkelen brukes ofte til kunstig tyngdekraft ombord på Federation- skip takket være "tyngdekraftsplater" som diffunderer gravitoner homogent. Den navigasjon deflektor , en viktig enhet til et fartøy som presser eventuelle partikler fremover, avgir gravitons hvor det kan være nødvendig å bruke dem.
"Graviton Technology" er en nødvendig teknologi for å kunne produsere Death Stars (EDLM / RIP) i Ogame nettleserspill.
Vi finner utslipp av gravitoner, ødeleggende våpen, i manga Blame! og Knights of Sidonia av forfatteren Tsutomu Nihei.