Diferencia entre revisiones de «Gravitón»
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Las [[teoría de las cuerdas|teorías de las cuerdas]], incluyendo la [[teoría M]], suponen a los gravitones como [[Cuerda (física)|cuerdas]] o como [[brana]]s cerradas. Esto explicaría la aparente debilidad de su fuerza; según estas teorías los gravitones ejercerían su influencia más allá del [[universo]] [[tridimensional]] en el cual vivimos, interconectando diversos posibles "[[universo paralelo|universos paralelos]]".{{cita requerida|}} |
Las [[teoría de las cuerdas|teorías de las cuerdas]], incluyendo la [[teoría M]], suponen a los gravitones como [[Cuerda (física)|cuerdas]] o como [[brana]]s cerradas. Esto explicaría la aparente debilidad de su fuerza; según estas teorías los gravitones ejercerían su influencia más allá del [[universo]] [[tridimensional]] en el cual vivimos, interconectando diversos posibles "[[universo paralelo|universos paralelos]]".{{cita requerida|}} |
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Si bien se supone que los gravitones [[partículas sin masa|carecen de masa]], aún transportarían [[energía]], al igual que cualquier otra partícula cuántica. La [[energía fotónica]] y la [[energía gluónica]] también son transportadas por partículas sin masa. No está claro qué variables podrían determinar la energía del gravitón, la cantidad de energía transportada por un solo gravitón. |
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== Notas == |
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Revisión del 22:02 18 abr 2023
| Gravitón g, G[a] | ||
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| Clasificación | Partícula elemental | |
| Familia | Bosón | |
| Grupo | Bosón de gauge | |
| Interacción | Gravedad | |
| Estado | Hipotético | |
| Teorizada |
década de 1930[1] Suele atribuirse a Dmitri Ivanovich Blokhintsev y FM Gal'perinen 1934[2] | |
| Masa | 1,6 × 10−69 kg | |
| Vida media | Estable (supuesto) | |
| Carga eléctrica | n/a | |
| Espín | 2 | |
| Estados de espín | 2 | |
El gravitón es una partícula elemental hipotética de tipo bosónico que sería la transmisora de la interacción gravitatoria en la mayoría de los modelos de gravedad cuántica.
Esta partícula fue teorizada en 1930 por un grupo de científicos, después de varias complicaciones con la creación de una teoría del todo. Se sabía que la luz era un fotón; la carga negativa, un electrón; la masa, un bosón; pero da igual lo que intentasen, la gravedad no conectaba correctamente con las teorías. Para solucionar esto, intentaron asimilarla a una partícula. Aun así, sus matemáticas se desmoronaban. Por esa razón se ideó la teoría de cuerdas, para poder hacer cálculos precisos.
De acuerdo con las propiedades del campo gravitatorio, el gravitón debe ser un bosón de espín par (2 en este caso), ya que está asociado a un campo clásico tensorial de segundo orden. En cuanto a la masa del gravitón las mediciones experimentales dan una cota superior del orden de mg = 1,6 × 10−69 kg,[3] aunque podría ser exactamente cero.
El gravitón y los modelos de gravedad cuántica
La teoría cuántica de campos postula que las interacciones de la naturaleza se producen por la intermediación de bosones gauge o cuantos asociados a los campos que representan dichas interacciones. La interacción de las partículas de materia con esos bosones que representan los campos de fuerza se interpreta en términos de emisión o absorción de estos cuantos. Así la electrodinámica se explica mediante fotones o cuantos del campo electromagnético: los fotones son emitidos y absorbidos continuamente por todas las partículas con carga eléctrica, de forma que las interacciones entre estos fotones producen las fuerzas macroscópicas que nos son familiares, como el electromagnetismo. La interacción débil y la interacción fuerte puede ser igualmente entendidas en términos de bosones W y Z y gluones respectivamente.
Considerando el amplio éxito de la teoría cuántica para describir la mayoría de las fuerzas básicas del universo, parece natural asumir que los mismos métodos servirán para explicar la gravedad. Se han hecho muchos intentos de introducir el hasta ahora invisible gravitón, que funcionaría de un modo análogo al del fotón y los otros bosones de gauge. Sin embargo, existen problemas matemáticos específicos asociados a la forma en que opera la gravedad que no han permitido hasta ahora desarrollar una teoría cuántica gravitatoria.
Una teoría cuántica de la gravitación requiere que el gravitón operase de manera similar al fotón, pero al contrario que en la electrodinámica, donde los fotones no actúan directamente entre ellos sino solo con las partículas cargadas, la gravedad simplemente no funciona de manera tan simple, ya que los gravitones podrían interactuar entre ellos. Los hechos experimentales demuestran que la gravedad se crea por cualquier forma de energía (y la masa es únicamente una forma particularmente condensada de energía, relación establecida por la célebre ecuación de Einstein), lo cual es difícil de describir en unos términos similares a la carga eléctrica. Hasta la fecha todos los intentos de crear una teoría cuántica simple de la gravedad han fracasado.
La detección del gravitón experimental es una tarea bastante problemática. Estas partículas portarían muy poca energía, por lo tanto la detección sería muy difícil por los débiles efectos que ocasionarían. La única forma de detectarlos sería buscar los casos en que el movimiento o la energía de un cuerpo cambiase en una forma que es distinta de la prevista por la teoría general de la relatividad, pero uno de los principios básicos de la gravedad cuántica sería que deberían más o menos coincidir con estas predicciones relativistas.
Gravitón y teoría de cuerdas
Las teorías de las cuerdas, incluyendo la teoría M, suponen a los gravitones como cuerdas o como branas cerradas. Esto explicaría la aparente debilidad de su fuerza; según estas teorías los gravitones ejercerían su influencia más allá del universo tridimensional en el cual vivimos, interconectando diversos posibles "universos paralelos".[cita requerida]
Energía y longitud de onda
Si bien se supone que los gravitones carecen de masa, aún transportarían energía, al igual que cualquier otra partícula cuántica. La energía fotónica y la energía gluónica también son transportadas por partículas sin masa. No está claro qué variables podrían determinar la energía del gravitón, la cantidad de energía transportada por un solo gravitón.
Alternativamente, si los gravitones tuvieran masa, el análisis de las ondas gravitacionales proveería daría una cota superior para la masa de los gravitones. La longitud de onda Compton del gravitón por lo menos es de 1.6x16 m, o unos 1.6 años luz, correspondiente a un masa de gravitón no mayor a 7.7x10-23 eV/c2}}.[4] Esta relación entre la longitud de onda y la masa-eenrgía resulta de utilizar la relación de Planck–Einstein, la misma fórmula que relaciona la longitud de onda electromagnética y la energgía del fotón. Sin embargo, si los gravitones son los cuantos de las ondas gravitacionales, entonces la relación entre la longitud de onda y la energía de la partícula correspondiente es fundamentalmente diferente para los gravitones que para los fotones, ya que la longitud de onda Compton del gravitón no es igual a la longitud de onda de la onda gravitacional. En cambio, el límite inferior de la longitud de onda Compton del gravitón es aproximadamente Error de Lua en Módulo:Val en la línea 269: attempt to call local 'lookup' (a nil value). veces mayor que la longitud de onda gravitacional para el evento GW170104, que fue de ~ 1.700 km. El informe[4] no daba más detalles sobre el origen de esta relación. Es posible que los gravitones no sean los cuantos de las ondas gravitacionales, o que ambos fenómenos estén relacionados de forma diferente.
Notas
Referencias
- ↑ Rovelli, C. (Julio de 2000). Notes for a brief history of quantum gravity. 9th Marcel Grossmann Meeting en Roma. pp. p.5. arXiv:gr-qc/0006061v3.
- ↑ Blokhintsev, D.I.; Gal'perin, F.M. (1934). «Gipoteza neitrino i zakon sokhraneniya energii (Neutrino hypothesis and conservation of energy)». Pod Znamenem Marxisma (en ruso) 6: pp.147-157.
- ↑ S. S. Gershtein, A. A. Logunov, M. A. Mestvirishvili, and N. P. Tkachenko (2003): "Graviton Mass, Quintessence, and Oscillatory Character of Universe Evolution" «Copia archivada». Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007. Consultado el 20 de junio de 2007.
- ↑ a b B. P. Abbott (1 June 2017). «GW170104: Observation of a 50-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence at Redshift 0.2». Physical Review Letters 118 (22): 221101. Bibcode:v1101A 2017PhRvL.118 v1101A. PMID 28621973. S2CID 206291714. arXiv:1706.01812. doi:10.1103/PhysRevLett.118 .221101
|doi=incorrecto (ayuda).
Véase también
Enlaces externos
Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre gravitón.
Datos: Q103585