Quanto può essere pesante un gravitone?

Gli scienziati stanno cercando di determinare le proprietà di  gravitoni determinare - di una particella ipotetica, quella interazione gravitazionale esercizi in un im Giornale di astrofisica delle alte energie Nel loro lavoro pubblicato, il Prof. Marek Biesiada e colleghi hanno trovato un nuovo vincolo sulla massa della galassia da un'analisi di 12 ammassi di galassie gravitoni derivato. È di sette ordini di grandezza più forte dei limiti risultanti dalle osservazioni del  Onde gravitazionali risultato.

La Relatività Generale (GRT) cambiato le nostre idee sulla gravità. Dopo le curve ART materia spazio-tempo, e tutti gli oggetti si muovono in questo spazio-tempo curvo lungo percorsi specifici che geodeti sono nominati, purché non siano influenzati da altre interazioni non gravitazionali. Riprodotto per curvature dello spazio-tempo non molto grandi e velocità ridotte rispetto alla velocità della luce La teoria di Einstein La legge di gravitazione universale di Newton, che usiamo ancora con successo per spiegare il movimento di pianeti o stelle galaxian descrivere.

Sappiamo che le altre tre interazioni fondamentali - il interazione elettromagnetica con lungo raggio così come il debole e il forte interazioneche controllano la materia a livello subatomico - sono di natura quantomeccanica. Nel descrizione quantistica Un'interazione comporta lo scambio della particella (bosone) che la trasporta. Per l'elettromagnetismo, questo è il fotone: una particella di luce, un quanto dell'onda elettromagnetica. Per l'interazione forte e debole, sono i gluoni o bosoni Z e W. Per più di cento anni, i fisici hanno cercato di gravità universale allo stesso modo e cercare una teoria quantistica di Gravitazione. In analogia con altre interazioni, un'ipotetica particella portante gravitazionale sarebbe il cosiddetto gravitone. A causa della gamma infinita di interazione gravitazionale, che diminuisce con il quadrato della distanza, dovrebbe essere così Graviton - come il fotone - essere senza massa. Tuttavia, queste sono solo previsioni teoriche che devono essere verificate sperimentalmente.

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Considerando le proprietà di un ipotetico gravitoni studiato, ci si può porre la domanda inversa: quali conseguenze osservabili dovrebbero apparire nel quadro dell'Universo e delle sue dinamiche a nostra disposizione se il gravitone avesse proprietà diverse da quelle che ci aspettiamo - ad esempio, se avesse un valore molto piccolo, ma diverso da zero , uno avrebbe massa? Se i dati di osservazione - che sono sempre soggetti a incertezze - con l'ipotesi di un massless gravitoni d'accordo, quindi l'incertezza associata a questi dati consente la massa massima del gravitoni stimato in anticipo, cioè permette di rispondere alla domanda su quanto può essere leggero il gravitone, in modo che le conseguenze della sua massa non siano ancora in conflitto con i dati osservativi. In un articolo pubblicato sul Journal of High Energy Astrophysics, il Prof. Marek Biesiada dell'NCBJ insieme al Dr. Aleksandra Piórkowska-Kurpas dell'Università della Slesia e il Prof. Shuo Cao dell'Università Normale di Pechino hanno emesso un avvertimento per il massa gravitone mg < 5-10^-29 eV trovato.


Ogni particella ha una lunghezza caratteristica che cosiddetta lunghezza d'onda Compton, che è inversamente proporzionale alla sua massa, spiega il Prof. Marek Biesiada. Maggiore è la massa, minore è la lunghezza d'onda di quell'onda. Per le particelle che interagiscono, la lunghezza d'onda Compton determina l'intervallo dell'interazione. Massa zero significa lunghezza d'onda Compton infinita, cioè gamma infinita. In caso di elettromagnetismo la teoria prevede che il fotone dovrebbe essere privo di massa. Lo stesso vale per la gravità. Quindi il test della massa del gravitone è un test della teoria. Sono un test molto importante in quanto alcuni ricercatori hanno proposto teorie che modificano l'ART e prevedono che l'area del interazione gravitazionale dovrebbe essere finito. In teorie come questa lo farà potenziale newtoniano modificato: A grandi distanze, il forza gravitazionale più veloce del quadrato della distanza.

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