Гравитон
Гравито́н в гипотетическая элементарная частица в переносчик гравитационного взаимодействия без электрического заряда со спином 2 и двумя возможными направлениями поляризации. Термин «гравитон» был предложен в 1930-х годах, часто приписывается работе 1934 года Д. И. Блохинцева и Ф. М. Гальперина[1][2].
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. Следуя этой аналогии в за гравитационное взаимодействие также может отвечать некая элементарная частица.
Однако попытки расширить Стандартную модель гравитонами сталкиваются с серьёзными теоретическими сложностями в области высоких энергий (равных или превышающих планковскую энергию) из-за расходимостей квантовых эффектов (гравитация не ренормализуется). Решение этого вопроса было мотивом построения нескольких предложенных теорий квантовой гравитации (в частности, одной из попыток является теория струн). Несмотря на отсутствие в настоящее время полноценной теории квантовой гравитации, возможно квантование слабых возмущений заданного гравитационного поля в первом порядке по теории возмущений. В рамках такой линеаризованной теории элементарным возбуждением и является гравитон[3]. Предполагаемый 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.
В теориях супергравитации также вводится гравитино (спин в ³вЃ„2) в суперпартнёр гравитона.
В струнной теории гравитоны, также как и другие частицы в это состояния струн, а не точечные частицы, и в этом случае бесконечности не появляются.
В то же время при низких энергиях эти возбуждения можно рассматривать как точечные частицы. То есть гравитон, как и прочие элементарные частицы в это некоторое приближение к реальности, которое можно использовать в области низких энергий.
Ряд физиков отвергает саму гипотезу о гравитоне как несостоятельную[4]. Например, если гравитоны существуют, то они должны излучаться чёрными дырами, что, вероятно, противоречит общей теории относительности.
Содержание |
[править] Экспериментальное наблюдение
Из-за чрезвычайной слабости гравитационных взаимодействий, экспериментальное подтверждение в обнаружение отдельных гравитонов в в теории струн и других предсказывающих существование гравитонов теорий, в настоящее время не представляется возможным.
[править] Гравитон в литературе
- Гравитон упоминается в цикле про Алису Селезнёву «Приключения Алисы» Кира Булычёва.
- Звездолёт «Урания» в «Гриаде» А. Колпакова снабжён гравитонным двигателем.
- Звездолёты из телесериала "Звёздный путь" снабжены технологиями на основе гравитонов (искусственная гравитация, навигационный дефлектор ,низкоуровневые силовые поля и т.д.)
- В мультфильме "Незнайка на Луне" на конференции лунных ученых.
[править] См. также
[править] Источники
- в‘ Блохинцев Д. И., Гальперин Ф. М. Гипотеза нейтрино и закон сохранения энергии. «Под знаменем марксизма», 6 (1934) 147в157.
- в‘ Горелик Г. Е. Матвей Бронштейн и квантовая гравитация. К 70-летию нерешенной проблемы. «Успехи физических наук», том 175, выпуск 6, 2005.
- в‘ DeWitt B. Quantum theory of gravity I // Physical Review 160, 1113в1148 (1967).
DeWitt B. Quantum theory of gravity II: the manifestly covariant theory // Physical Review 162, 1195в1239 (1967).
DeWitt B. Quantum theory of gravity III: application of the covariant theory // Physical Review 162, 1239в1256 (1967).
Систематическое изложение: Девитт Б. С. Динамическая теория групп и полей: Пер. с англ. / Под ред. Г. А. Вилковыского. в М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. в 1987. в 288 с.
репринтное переиздание: Череповец: Меркурий-ПРЕСС, 2000. ISBN 5-11-480064-7. - в‘ Белрад, Брайан. Что не так с гравитонами? American Chronicle, 26 января 2008.
