что такое гравитон в физике
Гравитон
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 — за гравитационное взаимодействие также может отвечать некая элементарная частица.
Возможно также, что гравитоны являются квазичастицами, удобными для описания слабых гравитационных полей в масштабах длины и времени, существенно больших планковской длины и планковского времени, но непригодными для описания сильных полей и процессов с характерными масштабами, близкими к планковским. [источник?]
Содержание
В различных теориях
В теориях супергравитации также вводится гравитино (спин — ³⁄2) — суперпартнёр гравитона.
В струнной теории гравитоны, также как и другие частицы — 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 — это некоторое приближение к реальности, которое можно использовать в области низких энергий.
Экспериментальное наблюдение
Из-за чрезвычайной слабости гравитационных взаимодействий, экспериментальное подтверждение — обнаружение отдельных гравитонов — в теории струн и других предсказывающих существование гравитонов теорий, в настоящее время не представляется возможным.
Гравитон в литературе
См. также
Источники
Полезное
Смотреть что такое «Гравитон» в других словарях:
ГРАВИТОН — квант гравитационного поля, имеющий нулевую массу покоя, нулевой электрический заряд и спин 2. Экспериментально пока не обнаружен … Большой Энциклопедический словарь
ГРАВИТОН — ГРАВИТОН, гипотетическая ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА, которая считается «переносчиком» гравитационной силы; предполагается, что тела, имеющие массу, постоянно обмениваются гавитонами. Аналог фотону единице измерения электромагнитных волн … Научно-технический энциклопедический словарь
ГРАВИТОН — квант гравитац. поля (поля тяготения), обладающий нулевыми массой и электрич. зарядом и спином 2 (в ед. h). Экспериментально пока не обнаружен. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров.… … Физическая энциклопедия
гравитон — сущ., кол во синонимов: 2 • люксон (4) • частица (128) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
ГРАВИТОН — необнаруженная, электрически нейтральная фундаментальная частица (не имеющая внутреннего строения) с массой покоя, равной 0; квант гравитационного поля (в квантовой теории гравитации), распространяющийся в вакууме со скоростью света. Г. относится … Большая политехническая энциклопедия
гравитон — а; мн. род. ов; м. Физ. Гипотетическая частица слабого гравитационного поля, движущаяся со скоростью света и не имеющая массы покоя. ◁ Гравитонный, ая, ое. Г ые частицы. Г. двигатель (в фантастических романах). * * * гравитон квант… … Энциклопедический словарь
гравитон — гипотетическая частица (квант) слабого гравитационного поля, движущаяся со скоростью света и не имеющая массы покоя; испусканием и поглощением гравитонов квантовая теория тяготения объясняет существование гравитационного взаимодействия. Новый… … Словарь иностранных слов русского языка
гравитон — gravitonas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. graviton vok. Graviton, n rus. гравитон, m pranc. graviton, m … Fizikos terminų žodynas
Гравитон — квант поля тяготения, имеющий нулевую массу и Спин 2. Экспериментально пока не обнаружен. См. Тяготение … Большая советская энциклопедия
ГРАВИТОН — квант гравитац. поля, имеющий нулевую массу покоя, нулевой электрич. заряд и спин 2. Экспериментально пока не обнаружен … Естествознание. Энциклопедический словарь
Что такое гравитон в физике
Мне вот все равно непонятно, почему два тела притягиваются? С точки зрения взаимодействия двух гравитонов, тоже не объясняет притяжение двух тел. Ну насчет гравитационных волн все вроде бы более, менее понятно. Когда массивное тело совершает движение, то пространство-время вокруг него изменяется. С этим все вроде бы в порядке. Все понятно. Не понятно другое: Почему тела притягиваются?) Ученые не могут дать ответ на этот вопрос. Поэтому мне кажется, что все же некая среда просто сталкивает два тела друг к другу. А гравитационные волны, это возмущения этой самой среды, названной пространство-время. А если проще, эфира.) Стало быть, тела не притягиваются вовсе, их сталкивает друг к другу среда. Так же известно, что космические объекты сферические. Это может быть только тогда, когда давление будет одинаковым со всех сторон. То есть, ничего на самом деле не притягивается, а сталкивается.)
мне понятно что такое гравитация и сила притяжения. с времен Ньютона много чего открыли и поняли. из всего понятого куч вещей создали на базе этих знаний. а вот с точки зрения гравитации мы до сих пор на уровне семиклассника. то есть одни понятия и формулы на уровне пользователя. но до сих пор не поняли почему есть гравитация и отчего и по какому механизму появляется. лично я думаю, что нет ничего гравитационного в микромире. если подумать, то единственный способ преодолеть гравитацию, это только через кинетическую и потенциальную энергию. то есть все связано с перемещением. то никто не доказал, что есть частица в виде гравитона, при том до сих пор. я полагаю, что гравитона просто нет. а гравитация может появляться по двум причинам. по-первому, это то, что все элементы в пространстве расширяются синхронно и равноускоренно. если элемент расширяется быстрее или медленнее, то она исчезает в тот мир, где расширяется с той же скоростью. по такому рассуждению выходит, что есть миры по разным скоростям расширения в одном и том же пространстве. тогда можно этим объяснить что такое темная материя. полагаю, что темная материя и есть те миры, которых мы не видим из-за иного расширения. тогда не трудно рассчитать с каким ускорением расширяются частицы чтобы появилась гравитация. а второй вариант, это сужение пространства. но полагаю что больше первый вариант вероятнее.
Частицы гравитации: они существуют?
Физики-теоретики утверждают, что энергию можно черпать прямо из вакуума, используя гравитацию. Если ученым удастся показать, что это возможно, в долгосрочной перспективе это может вылиться в постулирование доказательства гравитона, частицы гравитации, и приблизить ученых на шаг ближе к разработке «теории всего», которая может объяснить работу Вселенной от самых малых до крупнейших масштабов.
Новое исследование предполагает, что может быть возможно показать существование гравитонов, используя сверхпроводящие пластины, которые измеряют явление с эзотерическим названием «гравитационный эффект Казимира».
«Самое интересное в этих результатах то, что их можно протестировать с учетом современных технологий», — заявил автор работы Джеймс Квач, физик-теоретик из Токийского университета.
Демонстрация существования гравитонов может помочь ученым, которые давно стремятся разработать «теорию всего» — универсальную теорию, описывающую работу космоса в целом. В настоящее время они используют теорию квантовой механики, чтобы объяснить работу Вселенной на самом крошечном уровне, и общую теорию относительности, чтобы объяснить работу Вселенной во вселенских масштабах. Квантовая механика может объяснить поведение всех известных частиц, а общая теория относительности описывает природу пространства-времени и гравитации.
Квантовая механика предполагает, что частицы — в том числе и неуловимый гравитон — могут вести себя одновременно как частицы и волны.
Но квантовая механика также показывает, что мир становится нечетким и расплывчатым на самых мельчайших уровнях. Например, атомы и другие фундаментальные строительные блоки существуют в состоянии «суперпозиции», то есть чуть ли не находятся в двух местах одновременно или вращаются в противоположных направлениях, тоже одновременно. Таковы следствия квантовой механики.
Поскольку квантмех предполагает, что любая из частиц может находиться не там, где мы думаем, а скорее находится сразу во всех местах, одним из многих странных следствий этой теории является то, что вакуум (совершенно пустое пространство) на самом деле содержит «виртуальные частицы», которые регулярно появляются и исчезают. Эти призрачные частицы не просто теоретические — они могут генерировать вполне ощутимую силу.
Эффект Казимира — одна из таких сил, а ее можно измерить как силу притяжения или отталкивания между зеркалами, размещенными в нескольких нанометрах друг от друга в вакууме. Отражающие поверхности могут фактически двигаться, благодаря виртуальным фотонам, или частицам света, которые появляются и исчезают в вакууме между двумя зеркалами.
В принципе, эффект Казимира может быть справедливым не только для фотонов, но и для гравитационных частиц, а значит, что гравитоны могут появляться и исчезать в вакууме между зеркалами. Если этот эффект будет обнаружен, ученые смогут доказать существование гравитонов. В свою очередь, наличие гравитонов показало бы, что гравитация обладает квантовой природой и может вести себя одновременно как частица и как волна. Это был бы важный шаг в сторону согласования квантовой механики с ОТО.
Такой «гравитационный эффект Казимира» довольно трудно обнаружить, потому что обычная материя не отражает гравитоны так же хорошо, как отражает свет. Тем не менее последние теоретические исследования показывают, что гравитоны могут отражать сверхпроводники.
Сверхпроводники — это материалы, которые проводят электричество с нулевым сопротивлением. В сверхпроводниках электроны конденсируются в так называемую квантовую жидкость и могут течь без рассеивания энергии.
В обычных материалах, отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные атомные ядра или ионы, которым они принадлежат, двигаются по одним и тем же траекториям. Тем не менее в сверхпроводниках квантовой жидкости из электронов совсем не обязательно двигаться вместе с ионами, говорит Квач.
Однако отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы в сверхпроводнике будут притягиваться друг к другу. Когда входящие гравитоны пытаются заставить электроны и ионы двигаться по разным путям, притяжение между электронами и ионами может удерживать их вместе, потенциально приводя к тому, что гравитоны будут от них отражаться, говорит Квач.
В обычной материи гравитационный эффект Казимира слишком слаб, чтобы быть обнаруженным, он оказывает одну сотую миллиарда триллиона триллионной величины давления, оказываемого атмосферой Земли на уровне моря. В сверхпроводниках же, если гравитационный эффект Казимира реален, он может оказывать эффект в 10 раз сильнее, чем ожидается от виртуальных фотонов.
Остается непонятным, могут ли сверхпроводники отражать гравитационные волны в реальном мире. «Это пока просто теория, и пока не будут проведены эксперименты, мы не сможем принять ее как факт, — говорит Квач. — Тем не менее я надеюсь провести этот эксперимент».
Хотя эффект Казимира по сути позволяет извлекать энергию из вакуума, Квач отмечает, что это не значит, что энергия вакуума может обеспечить энергией весь мир.
«Эффект Казимира очень и очень слаб, — говорит Квач. — Требуется слишком много усилий, чтобы его обнаружить, не говоря уж о том, чтобы использовать его в качестве источника энергии».
Впрочем, от использования этого эффекта в качестве источника тяги для космических кораблей пока никто не отказывался.
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.
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
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Гравитоны» в других словарях:
Гравитон — Гравитон гипотетическая безмассовая элементарная частица переносчик гравитационного взаимодействия без электрического заряда. Должен обладать спином 2 и двумя возможными направлениями поляризации. Термин «гравитон» был предложен в… … Википедия
Поля физические — особая форма материи; физическая система, обладающая бесконечно большим числом степеней свободы. Примерами П. ф. могут служить электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантованные) поля, соответствующие … Большая советская энциклопедия
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ГРАВИТАЦИИ — квантово полевая теория гравитационного взаимодействия. Поскольку гравитац. взаимодействие универсально (в нём одинаково участвуют все виды материи, независимо от их конкретных свойств), то считается, что построение полной, законченной К. т. г.… … Физическая энциклопедия
Калибровочный бозон — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Безмассовые частицы — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей. Безмассовые частицы (люксоны) частицы, масса покоя которых равна нулю. Любая безмассовая частица может двигаться только… … Википедия
Гравитино — 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… … Википедия
Калибровочные бозоны — В физике элементарных частиц калибровочные бозоны это бозоны, которые действуют как переносчики фундаментальных взаимодействий природы. Точнее, элементарные частицы, взаимодействия которых описываются калибровочной теорией, оказывают действие… … Википедия
ОТО — Альберт Эйнштейн автор общей теории относительности (1921 год) Общая теория относительности … Википедия
Существуют ли гравитоны?
2. Гравитон
Гравитон – «кирпичик», из которых складывается весь материальный мир.
Все материальные объекты окружены гравитонами в виде гравитационных полей этих объектов.
Гравитон – единственная элементарная частица. Частицы: электрон, позитрон, протон, нейтрон и нейтрино – являются сборными частицами.
Получаемые на коллайдерах многочисленные частицы являются осколками названых частиц.
Энергия вихря генерирует однонаправленное движение эфира между полюсами, в результате чего эфир всасывается одним полюсом и выбрасывается противоположным полюсом.
Так формируются силы, которые мы называем магнитными силами.
Притянутые друг к другу разноимёнными полюсами гравитоны образуют гравитационные, магнитные и электрические поля.
Плотность эфира в гравитонах определяет уровень энергии их магнитной индукции, который определяется гравитационными, магнитными и электрическими потенциалами. То есть, сила магнитной индукции гравитонов, встроенных в электрические, магнитные и гравитационные поля, определяется электрическими, магнитными и гравитационными потенциалами.
Гравитон также является квантом гравитационного поля, образующего тело атома, по силовым линиям которого вращаются электроны.
Гравитон также является квантом гравитационного поля, образующего тела ядер атомов, вращение которых определяет сильное взаимодействие.
В определённых условиях, например при натирании стеклянной или эбонитовой палочки, окружающие палочку гравитоны, могут опоясываться ещё одним мини вихрем эфира, который имеет конфигурацию тора, который мы назвали фотоном.
Фотон, опоясывающий гравитон, формирует электроны и позитроны.