¿Qué gravitones?

Question

Sí, sé que gravitones son "sólo una teoría", pero me pregunto cómo que teóricamente ley. Son los que llueven sobre todo con la masa para "empujar" otras cosas hacia ella? O hacer los gravitones forma una especie de "campo" que lo da todo a la gravedad (como el campo de Higgs)?

Answer 1

Desde el análogo de la simple mecánica cuántica diagramas de Feynmann, el gravitón es lo que está siendo intercambiado por dos partículas a sentir una fuerza atractiva. De forma análoga para el intercambio de un fotón para el electrón para interactuar con otro electrón.

de primer orden diagrama de feynman de electrones electrones de la interacción

El análogo diagrama de la interacción gravitatoria de dos electrones necesidades de un gravitón intercambiados. El problema es que esta simple analogía para el cálculo a los efectos de, en el caso de que el gravitón, porque el mayor orden diagramas de que en el caso de los fotones de cambio son mucho más pequeños y desaparecen en muy alta de pedidos (utilizando renormalization), para la tirada de dos gravitón que divergen (no re-normalizable) que conduce a una tontería. Por lo tanto es sólo en principio, la analogía puede ser tomado, suponiendo que el final teórico de la cuantización de la gravedad se encargará de esto .

O hacer los gravitones forma una especie de "campo" que lo da todo a la gravedad (como el campo de Higgs)?

En la Teoría Cuántica de campos, una más elaborada de la teoría en el estudio de las interacciones entre partículas elementales;

Un QFT trata de partículas como los estados excitados de un físico subyacente de campo, por lo que estos se denominan campo de quanta. En cada punto en el espacio (x,y,z,t) en el campo, es un operador que contará el número de excitaciones

Por ejemplo, la electrodinámica cuántica (QED) tiene un electrón de campo y de un fotón de campo; cromodinámica cuántica (QCD) tiene un campo para cada tipo de quark;

El campo es un operador en cada punto en el espacio (x,y,z,t) que contará el número de excitaciones, por ejemplo, el número de electrones, en ese punto en el espacio.

En este marco, sería un análogo subyacente campo gravitatorio, y en la actualidad esta tiene los mismos problemas con las divergencias como la simple mecánica cuántica expansiones con los diagramas de Feynman.

La teoría de cuerdas tiene el objetivo de unir a todas las fuerzas en un modelo viable, pero que todavía está en la etapa de investigación. Una vez que esto sucede, la analogía con las otras fuerzas serán legítimos.

Answer 2

Creo que lo mejor es responder a la pregunta "¿Qué son los gravitones?" para saber lo que hacen.

En la teoría cuántica de campos, una de las construcciones los campos de las representaciones del grupo de Poincaré. El grupo de Poincaré tiene una rotación de los subgrupos, por lo que los campos tienen ciertas propiedades de transformación de bajo rotaciones, la que llamamos vagamente como la partícula de espín. Desde este punto de vista, el gravitón es la única partícula que tiene masa cero y vuelta 2.

Cualquier interacción masa vuelta 2 de la partícula debe ser descrita por la teoría de la relatividad general. Uno encuentra que hay términos de interacción en la teoría de que son nonrenormalizable. Contrario a las declaraciones que a menudo se escucha, esto no conduce a ningún problema en la teoría cuántica. Uno puede renormalize la teoría en cualquier precisión deseada en el contexto de baja energía Eficaz Campo de la Teoría, y la teoría resultante es suficiente para describir todos los gravitacional de los procesos que ocurren en energías menos de la escala de Planck.

Por lo tanto, en la energía baja de la teoría, uno puede tratar gravitones al igual que otras partículas portadoras, hasta las diferencias que acaba de llegar desde el hecho de que los gravitones tienen diferentes tiradas y la pareja de una manera específica a la materia. Como con otras partículas portadoras, resulta útil distinguir entre lo "real" (o "shell") y "virtual" (o "off-shell") gravitones.

Un "shell" gravitón es uno de los que podría ser emitida a partir de, por ejemplo, un inspiralling púlsar binario. Estos gravitones obedecer a la relativista relación de dispersión $E^2 = p^2 c^2$, y pueden viajar largas distancias. Cuando se re-absorbido por algún otro objeto, como un detector en la Tierra, dan impulso para el detector, como si el detector fue golpeado por un objeto. Así que el punto está en la cáscara gravitones no conducen a las fuerzas de atracción.

El virtual "off-shell" gravitones conducir a la atractiva fuerza gravitacional sentía entre dos objetos. Estos gravitones son "off-shell" en el sentido de $E^2\neq p^2 c^2$. Por ejemplo, en el nonrelativistic límite, el hecho de que dos electrones pueden esparcir por el intercambio de un gravitón virtual conduce a una $1/r^2$ potencial de sentido entre las dos partículas (como sería el caso para el intercambio de cualquier masa de la partícula).

Por último, para los objetos muy masivos, uno podría pensar en ellos como estar rodeado de una nube de gravitones virtuales (o "vestido"). Este gravitaional aderezo es responsable de la gama larga de la fuerza gravitacional que sentía entre dos objetos grandes, tales como la Tierra y el Sol.

Answer 3

Sí, sé que gravitones son "sólo una teoría", pero me pregunto cómo que teóricamente ley.

El eco de Anna respuesta, pero ponerlo más claramente: no. Y ver cómo John Rennie mencionado Matt Strassler del artículo? Ver esta línea: "Una partícula virtual no es una partícula a todos". Los electrones y los protones no tirar los fotones en el uno al otro. Los átomos de hidrógeno no brillan. Virtual fotones no son de corta duración real de los fotones entrando y saliendo de la existencia como por arte de magia, y no son la misma cosa como fluctuaciones del vacío. En su lugar, estarán campo "quanta". Es como se reparte el uso de un campo electromagnético en pedazos pequeños, y dicen que cada uno es un fotón virtual. Luego, cuando el electrón y el protón se atraen uno a otro, el intercambio de campo, de tal manera que la resultante del átomo de hidrógeno no tiene mucho de un campo electromagnético. Por lo tanto, usted puede ver el subyacente de la corrección de la idea de cambio. Sin embargo, cuando dos átomos de hidrógeno se atraen gravitacionalmente, que no cambio de campo. En lugar de los dos campos (casi) cancelar el uno al otro, son aditivos. Así que todo el concepto de gravitones virtuales que se intercambia sólo no vuela.

Son los que llueven sobre todo con la masa para "empujar" otras cosas hacia ella? O hacer los gravitones forma una especie de "campo" que lo da todo a la gravedad (como el campo de Higgs)?

Definitivamente, no es el primero. Como para el segundo, se podría dividir un campo gravitatorio en pequeños trozos y llamar a cada una virtual gravitón. Pero no hay ninguna reales de pequeños trozos de allí. Un campo gravitatorio no es realmente el hecho de gravitones, así como un campo electromagnético no es en realidad hecha de fotones.