¿Por qué todavía no se ha detectado el gravitón?

Para comprender el problema de detección de gravitones, comencemos con el modelo estándar de partículas.

En el modelo estándar de partículas, las partículas de materia transfieren cantidades discretas de energía mediante el intercambio de bosones entre sí, el fotón transporta la fuerza electromagnética. [1]

“Una gran diferencia está en la fuerza de las fuerzas. La atracción gravitacional entre dos electrones es solo 8.22 × 10 ^ −37 de la fuerza electrostática de repulsión en la misma separación ”. [2]

Según el modelo estándar, la cantidad de energía que transporta un gravitón es mucho menor que la cantidad de energía que un fotón transporta la fuerza electromagnética. Por lo tanto, parece que la detección directa de gravitones es imposible.

Por lo tanto, debemos probar la existencia del gravitón indirectamente (incluida la interacción del gravitón con un fotón). Pero también hay un problema importante aquí.

La gravedad cuántica está relacionada con el gravitón. En la teoría del campo cuántico, el gravitón no tiene masa con un giro de 2 que se mueve a la velocidad de la luz. Esto se debe a que la fuente de gravitación es el tensor de energía de estrés, un tensor de segundo rango. [3]

Problema de renormalización

La renormalización es una colección de técnicas en la teoría de campo cuántico que se utilizan para tratar infinitos que surgen en cantidades calculadas que se desarrolló por primera vez en electrodinámica cuántica (QED) para dar sentido a las integrales infinitas en la teoría de perturbaciones. Las integrales para una partícula de spin J en dimensiones D están dadas por: [4]

La teoría de cuerdas ha resuelto este problema con otro enfoque sobre el problema. “Las interacciones entre los modos sin masa se describen las ecuaciones de Einstein acopladas a la materia y, por ejemplo, las acciones efectivas de baja energía para las teorías de supercuerdas tipo II están dadas por acciones de supergravedad (SUGRA)”. [5]

La física ha encontrado numerosos problemas y preguntas sin respuesta. Los físicos están tratando de resolver los problemas de física en el contexto de la física moderna o de pensar más allá de la física moderna, mientras que no les ha importado la física clásica. Algunos físicos creen que al combinar la relatividad general y la mecánica cuántica, estos problemas pueden resolverse y las preguntas sin respuesta serán respondidas.

En todos estos esfuerzos, la física clásica ha sido ignorada, mientras que la naturaleza es única y todos los fenómenos físicos, desde los microscópicos o macroscópicos, obedecen la misma ley. Por lo tanto, para resolver los problemas de la física contemporánea, los conceptos básicos y las relaciones de la física deben ser la base de la mecánica clásica que debe revisarse y analizarse. Luego, tenemos que combinar estas tres teorías de la mecánica clásica, la mecánica cuántica y la relatividad para llegar a una física única. Finalmente, al responder las preguntas sin respuesta, se resolverán los problemas de física. [6]

De hecho, la antigua definición de gravitón no puede resolver el problema del vacío cuántico. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, un vacío no está vacío, y está lleno de pares de partículas-antipartículas que aparecen y desaparecen al azar.

Entonces, necesitamos una nueva definición de gravitón. La nueva definición debería basarse en el desarrollo de viejas teorías y evidencias experimentales.

La atención a la estructura de los fotones y el uso de nuevas definiciones de gravitón, partículas cargadas e intercambiadas cambiarán nuestra perspectiva sobre la física moderna. [7] También nos proporciona una nueva herramienta para poder superar los problemas de física de una mejor manera.

El hecho es que, sin embargo, la cantidad de energía del gravitón es constante, pero su identidad cambia en interacción con el fotón.

Cargas de color y color magnético

Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados ​​en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones causan un aumento del campo eléctrico del fotón y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. El siguiente paso es especificar las cargas de color y los colores magnéticos en los que se obtiene prestando atención al menos al cambio en la energía del fotón en un campo gravitacional mientras se mueve hacia el cambio de gravedad azul.

Como he explicado esto en detalle en mi otra publicación en Quora (ver [7 y 8]), no repito aquí.

1 – Voir en français, El modelo estándar, documento CERN

2 – Ron Kurtus, Similitud entre la gravedad y las fuerzas electrostáticas, The School for Champions, 2010

3 – Don Lincoln, Graviton, Fermilab hoy, 2012

4 – El sitio web oficial de la teoría de cuerdas, por qué las cuerdas entraron en la teoría

5 – Kevin Wray, Introducción a la teoría de cuerdas, composición tipográfica de preimpresión en estilo JHEP – VERSIÓN DE PAPEL, 2011, página 324

“La supergravedad es una teoría de la gravedad supersimétrica que tiene tanto gravitones como gravitinos”. (página 324, [3])

6 – La respuesta de Hossein Javadi a ¿Qué principio puede sustituir potencialmente 4 fuerzas fundamentales en física? ¿Es el principio de menor acción?

7 – La respuesta de Hossein Javadi a Si los gravitones no tienen masa, entonces, ¿cómo pueden causar gravedad, una fuerza que depende de la masa?

8 – La respuesta de Hossein Javadi a Si la gravedad misma es energía que curva el espacio-tiempo, ¿significa esto que debe representar una partícula?

Los gravitones son los cuantos básicos (teóricos) del campo gravitacional, de la misma manera que los fotones son los cuantos básicos del campo electromagnético. En teoría, deberíamos ser capaces de detectar gravitones de una manera similar a como detectamos originalmente los fotones: detectando la cuantización (es decir, el “bittinness” discreto) del campo gravitacional.

Hay un problema.

Nuestros instrumentos más sensibles para investigar los cambios en el campo gravitacional son los interferómetros LIGO, que el año pasado detectaron ondas gravitacionales por primera vez. Para hacer esto, los equipos establecieron una serie de túneles de 4 km y afinaron sus instrumentos para detectar un cambio de distancia en este túnel de aproximadamente 1/1000 del diámetro de un protón. Fue un logro asombroso.

¿Y cuántos gravitones había en la onda que detectó el aparato LIGO? Según su artículo, midieron una tensión de [matemática] 1.0 \ veces 10 ^ {- 21} [/ matemática] con una frecuencia que varía de 35 a 250 Hz. Después de la discusión de Freeman Dyson, expliquemos nuestro Landau y Lifshitz, que nos dice que tal onda tendría una densidad de energía de:

[matemáticas] E = \ frac {c ^ 2} {32 \ pi G} \ omega ^ 2 f ^ 2 [/ matemáticas]

donde [math] f [/ math] es la tensión, y [math] \ omega [/ math] es la frecuencia angular de la onda.

Pero también sabemos que un gravitón no debe ser confinable dentro de una región lineal comparable a su longitud de onda reducida ([math] c / \ omega [/ math]). Entonces, la densidad de energía aportada por cada gravitón no puede exceder:

[matemáticas] E = \ frac {\ hbar c ^ 3} {\ omega ^ 4} [/ matemáticas]

Conectar números sugiere que la onda detectada por LIGO contenía, como mínimo, alrededor de [math] 10 ^ {36} [/ math] gravitones. Por lo tanto, nuestros detectores más sensibles requerirán una actualización en la sensibilidad de alrededor de un factor de [matemática] 10 ^ {36} [/ matemática] para detectar gravitones individuales directamente. Esto parece bastante inútil.

Este sentimiento de desesperanza solo aumenta cuando consideramos otras opciones. Suponiendo que existan gravitones, nuestro sol debería, en principio, emitir muchos de ellos (se llaman gravitones térmicos): alrededor de 80 megavatios. Pero su sección transversal es tan baja que si convertimos toda la masa de la Tierra en un detector de gravitones y continuamos con la máxima sensibilidad teórica durante toda la vida del sol, podríamos, en principio, esperar detectar … cuatro de ellos.

La discusión de Dyson continúa para considerar otras posibles fuentes y metodologías de detección, y se le ocurren varios enfoques de este tipo: lógicamente posible, ni remotamente práctico. Es por eso que nadie está investigando la detección de gravitones, y mucho menos haciendo progresos en ella. La detección de Graviton está tan lejos del ámbito de lo práctico que no hay esperanza de construir un experimento para encontrarlos.

Para mover los gravitones al rango de las pruebas experimentales directas, no necesitamos voluntad extra, ni más fondos experimentales, necesitamos enfoques teóricos completamente nuevos.

La mayoría de las otras respuestas han cubierto casi todo sobre esta pregunta, a saber, que si el gravitón existe, sería muy difícil, si no imposible de detectar. Me gustaría agregar dos cosas nuevas para considerar.

1. Si bien muchos han hecho referencia al documento de 2008 de Rothman y Boughn que fue escrito en respuesta a un comentario de Freeman Dyson en una reseña de un libro, hay un artículo más reciente de Dyson que aborda específicamente la misma pregunta y que vale la pena leer (incluso mejor, puede leer el periódico junto con una charla que dio durante una conferencia en honor a su 90 cumpleaños).

2. Me gustaría agregar una observación personal de una posible dificultad teórica con el concepto contemporáneo de un gravitón que no he visto señalado por nadie más hasta ahora, pero que, al menos en mi opinión, debería ser discutido abiertamente. .

El argumento parece tan simple y obvio que me da un poco de vergüenza tratar de expresarlo aquí, pero, una vez más, como nunca lo he visto discutido en ningún lado, lo haré. Aquí vamos: el gravitón se concibe actualmente exactamente en analogía con el fotón: así como el fotón puede considerarse como una excitación cuantificada del campo electromagnético que viaja a la velocidad de la luz en el espacio, el gravitón se considera actualmente como un cuantificado excitación del campo gravitacional que viaja a la velocidad de la luz en el espacio. El hecho de que el gravitón sea en este sentido un cuanto del campo gravitacional implica que su energía tiene que ser energía gravitacional; pero el hecho de que se cree que el gravitón viaja a la velocidad de la luz en el espacio significa que su energía tiene que ser energía cinética. Pero la energía cinética y la energía gravitacional son dos conceptos distintos; son casi * nunca * iguales a menos que la situación bajo consideración sea ideada para hacerlo, pero aun así permanecen conceptualmente distintos.

Para lo que vale, he escrito el argumento con un poco más de detalle cuantitativo aquí (ver ecuación 30) pero la idea central se resume en el párrafo anterior.

Si este argumento es correcto, significaría que nuestra concepción actual del gravitón es incoherente porque trata dos conceptos distintos como si fueran lo mismo (y que, por lo tanto, se garantiza que nunca detectaremos gravitones).

Admito que sé poco acerca de los aspectos básicos de la gravedad cuántica, pero este argumento es tan fundamental que sería más profundo que cualquier teoría particular de la gravedad cuántica. Me parece extraño que, que yo sepa, no haya sido abordado previamente. Una vez más, no tiene que creer este argumento, pero al menos debe considerarse, debatirse, y si se encuentra un defecto con él, ese defecto debe articularse. Sin duda agradecería cualquier comentario sobre este argumento de personas con conocimientos en este campo.

Si bien todos los demás hechos que he declarado son fieles a lo mejor de mi conocimiento, la idea principal es absolutamente hipotética, no lo tome como un hecho, o en su valor nominal, pero, si está interesado, descubra conmigo .

¿Cómo descubrió Einstein la existencia de fotones, partículas de luz? No directamente. Pero, al observar cómo se produce el efecto fotoeléctrico, dedujo que la luz debería tener propiedades cuantificadas, que la energía de la luz debe intercambiarse con átomos y electrones no como una onda sino como “masas” de energía individuales e indivisibles. Hay recursos confiables en línea sobre lo que es esto, puede leer todo al respecto, si, en caso, no es consciente de esto.

Ahora, mientras que el equivalente de onda de la fuerza electromagnética es la luz, en general la relatividad, el equivalente de onda de la gravedad es, bueno, una onda gravitacional. Estos se producen cuando los cuerpos con masa aceleran en el espacio. Al igual que el movimiento de un objeto a través de la superficie del agua produce ondas, la aceleración de los cuerpos con masa produce ondas gravitacionales. Cuando pasan las ondas gravitacionales, comprimen y expanden el espacio con una frecuencia definida, y la magnitud de cómo se comprime o expande el espacio puede considerarse como la amplitud de la onda. En general, los cuerpos masivos como los agujeros negros supermasivos producen ondas gravitacionales de gran amplitud y bajas frecuencias, y lo inverso ocurre para las estrellas de neutrones de menor masa y los agujeros negros de masa estelar.

Ahora, aquí está la parte interesante: mientras que los físicos ya han medido indirectamente las ondas gravitacionales al observar qué tan rápido los púlsares se acercan cada vez más (decadencia de la órbita). (Punto adicional: cuando los cuerpos en aceleración liberan una onda gravitacional, la energía que tiene el objeto se propaga por la onda gravitacional, ergo, conservación de energía. Por lo tanto, es la energía rotacional de esos dos púlsares lo que se reduce a una velocidad específica, y esa tasa coincide exactamente con la relatividad general, considerando que ambos liberan tales ondas), no hemos podido detectar DIRECTAMENTE las ondas gravitacionales, es decir, cómo se propagan. Y este es uno de los misterios de física más interesantes que aún permanecen. Porque la forma en que se propagan puede decirnos mucho sobre la naturaleza del universo. Los observatorios actuales de ondas G como LIGO (observatorio de ondas gravitacionales interferométricas con láser) aún no han detectado ondas G, pero han aumentado su sensibilidad en un factor de 1,000, y harán algunas pruebas cruciales en algún momento de este año.

Ahora, ¿cuál es toda la relevancia de esto? Bueno, si los científicos han observado que las ondas gravitacionales pueden propagarse como una partícula en algunas circunstancias (al igual que el efecto fotoeléctrico mostró las propiedades de la luz de la partícula), como la transferencia de energía, eso justificaría la cuantificación de la gravedad, y por lo tanto , gravitones! Ahora, como advertencia para todos los lectores, no tengo ni idea de cómo se pueden extraer conclusiones como esta de los datos, pero, para mí, parece plausible. Ahora, ¡espero que la primera detección legítima de ondas gravitacionales suceda antes! 🙂

Al contrario del Zeitgeist of Physics, no creo que existan gravitones, y eso es porque no creo que la gravedad sea una fuerza fundamental , sino más bien una simetría fundamental. La física moderna se basa en gran medida en un enfoque reduccionista que intenta explicar casi todos los fenómenos físicos mediante la invención de la materia. Esta es una metodología claramente insostenible, y por primera vez estamos comenzando a ver esto. Todavía tenemos que observar espartículas, WIMP o cualquier otra partícula exótica predicha. Muy pronto, el LHC alcanzará su límite de energía, y cuando esto suceda, la física de partículas se detendrá. El costo de construir colisionadores capaces de sondear la longitud y las escalas de energía requeridas para la observación de nuevas partículas hipotéticas simplemente estará fuera de nuestro alcance.

No creo que nuestro universo sea tan complejo ; en mi opinión, la receta de nuestro universo debería ser simple, tal vez incluso capaz de escribirse en una sola hoja de papel. Creo que detrás del muro cortina hay una simetría fundamental adicional, íntimamente conectada con el spin , capaz de unificar GR con QM. Después de todo, la mayoría de las teorías de la gravedad cuántica predicen que las partículas en caída libre con diferentes giros deberían caer a diferentes velocidades, sin embargo, esto no se observó. Los físicos muestran que la gravedad no se ve afectada por el mundo cuántico. El principio de equivalencia parece ser invariable en todas las escalas de longitud.

Creo que la verdadera naturaleza de nuestra realidad es mucho más extraña de lo que nadie podría haber imaginado. Creo que en el nivel más fundamental, nuestra realidad es digital .

Con el anuncio de la detección de ondas gravitacionales, surgen preguntas sobre la posible existencia de gravitones.

La existencia de gravitones se convirtió en una certeza cuando la existencia de ondas gravitacionales se convirtió en una certeza. Y eso sucedió no cuando LIGO detectó la señal de la fusión del agujero negro, sino mucho antes cuando se realizaron pruebas de relatividad general en la década de 1960 que confirmaron su validez en al menos el límite de campo débil.

Si las perspectivas para la detección de gravitones requieren un estudio similar de ondas gravitacionales de muy baja intensidad, entonces esas perspectivas son muy oscuras. El problema es que los gravitones interactúan extraordinariamente débilmente con la materia , y simplemente no hay ningún equipo físicamente realista con la sensibilidad para detectar un solo gravitón.

Suponiendo que permanezcan dentro de un modelo robusto de gravedad cuántica, puede haber formas indirectas de confirmar su existencia. Por ahora, sin embargo, son puramente hipotéticos.

Espero que esto responda a su consulta

Porque es solo una partícula teórica. Si bien muchos argumentan que existe, también teorizan convenientemente como la extrema dificultad de detectarlo. Si bien la mayoría de las teorías de la Mecánica Cuántica predicen tal “partícula”, señalaría que la Teoría de la Relatividad no requiere que describa con precisión el universo físico en una escala macro.

Las matemáticas de la relatividad general y especial son decididamente no cuánticas. De hecho, describen las relaciones entre el espacio, el tiempo, la gravedad y el movimiento como expresiones de campo lineales o exponenciales interconectadas, con resultados medidos reales que dependen del “marco de referencia” local del observador.

Entonces, parece que la gravedad no es realmente una “fuerza” para ser mediada entre objetos o energía: es simplemente un eje del continuo espacio-tiempo multidimensional, uno que no es fijo, sino que emerge de la interacción de cualquier objeto físico. o energía que existe dentro de su “marco de referencia”. Lo cual, siendo lineal, todavía puede producir “ondas de gravedad” sin la necesidad de evocar una descripción cuántica.

Autor: Teoría de la gravedad: teoría general de la gravedad, teoría de la gravedad cuántica y teoría del origen del hidrógeno del universo (Amazon, 2016)

La razón por la cual no se detectó la gravedad (si alguna vez se realizó un experimento para detectarla) es que el gravitón no existe.

Ahora, la razón por la cual los físicos no intentan detectarlo es que la teoría de la gravedad aceptada actualmente, que es la relatividad general, no reconoce la gravedad como una fuerza. Es solo en la mecánica cuántica, en el modelo estándar, donde la gravedad se considera como una de las fuerzas fundamentales con el gravitón como partícula mediadora. Además, la razón por la que los físicos no intentan detectar el gravitón es que no conocen la gravedad y no saben que la relatividad general está mal.

Después de haber demostrado que la relatividad de Einstein está mal y la relatividad general está mal con todas sus pruebas, ya sea derrocadas o explicadas como algo más, la pregunta es: “¿Qué es la gravedad?”

La gravedad es en realidad una fuerza, tal como Newton había dicho (mucho antes del desarrollo de la teoría del modelo estándar). La gravedad es creada por un cuerpo productor de gravedad (estrella, planeta y luna) a través de su estructura y mecanismo (giro).

Lo que pensamos que es el campo magnético de la Tierra (planeta, Luna y Sol) es en realidad su campo gravitacional. Prácticamente podemos llamar a la partícula mediadora de la gravedad como fotón, ya que interactúa con el magnetismo en la brújula.

Para comprender cómo los físicos entienden la gravedad, lea aquí todas las respuestas de los físicos, especialmente aquellos que trabajan en las instituciones de investigación.

¿Cada maravilla por qué LIGO declaró que detectaron las ondas gravitacionales (y ganó el Premio fundamental de avance) pero no lo declaró como el gravitón? Entonces, ¿qué detectaron?

Es casi seguro que nunca observaremos gravitones directamente. Los límites son física básica, no tecnología.

Por ejemplo, Freeman Dyson una vez calculó * algo sobre el Sol. El sol, al estar caliente, emite radiación. Estamos familiarizados con su radiación electromagnética, que emite porque está compuesta, fundamentalmente, de partículas cargadas eléctricamente (átomos cargados positivamente, electrones cargados negativamente) que, cuando se mueven, transfieren energía al campo electromagnético.

Pero las mismas partículas también tienen energía de masa, por lo que cuando se mueven, también transfieren energía al campo gravitacional. Este sería el equivalente gravitacional de la radiación térmica del cuerpo negro. Y el Sol es un potente emisor según los estándares terrestres: Dyson calculó que su salida gravitacional térmica es de aproximadamente 79 megavatios. Su salida de luz es casi 19 órdenes de magnitud más grande, cerca de 400 quintillones de megavatios, pero aún así, 79 megavatios no es demasiado lamentable. Ciertamente podríamos detectar una fuente de luz de 79 megavatios que es una unidad astronómica (la distancia Sol-Tierra) de la Tierra.

Supongamos que realmente queremos detectar gravitones térmicos solares. Y para hacerlo, utilizamos toda la Tierra , transformando de alguna manera toda la Tierra en un detector perfecto. De modo que si un gravitón interactúa con cualquiera de los átomos de toda la Tierra y provoca una transición electrónica a un nivel de energía diferente, lo detectaríamos.

Dyson calculó cuántos eventos de este tipo veríamos, nuevamente, si toda la Tierra se transformara en un gigantesco y perfecto detector de gravitones.

Y la respuesta es … menos de un evento en mil millones de años. Alrededor de cuatro eventos desde que la Tierra entró en existencia.

Eso podría sugerir que no hay esperanza alguna de detectar gravitones. Probablemente cierto … al menos no directamente. Pero los efectos de la gravedad cuántica pueden ser observables.

Es por eso que hace dos años, había tanto ruido sobre la supuesta detección de un cierto patrón en la radiación cósmica de microondas por un experimento llamado BICEP2. Se ha argumentado que esta impresión gravitacional, que se suponía que tenía lugar en el universo primitivo extremo durante la inflación cósmica, es una prueba indirecta de que la gravedad está cuantificada y, por lo tanto, existen gravitones. Por desgracia, el resultado BICEP2 mordió el polvo cuando se demostró que su supuesto descubrimiento estaba contaminado al estimar incorrectamente el efecto del polvo dentro de nuestra propia galaxia en las microondas cósmicas que viajaban a través de él en su camino hacia el detector.

Al final, sin embargo, uno solo puede esperar que alguna otra observación cosmológica (quizás una versión futura mejorada de BICEP2) pueda arrojar luz sobre el asunto y ayudarnos a decidir inequívocamente si la gravedad es o no una teoría cuántica.

* Ver https://publications.ias.edu/sit …

Curiosamente, una buena forma de detectar gravitones no tendría nada que ver con la gravedad. Usaríamos el mismo método que usamos para detectar el primer bosón Z, el bosón de Higgs y algunas otras partículas.

Primero, tomamos un acelerador de partículas. Tomemos el LHC en el CERN, ya que este es el mejor que tenemos en este momento. Aceleramos dos protones a velocidades inmensamente altas (aquí estamos hablando de velocidades de velocidad cercana a la luz) hasta el punto en que tienen unos pocos TeV de energía. Eso es bastante, dado que el equivalente de energía de un solo protón es de solo 1 GeV.

Cuando colapsan, se libera una inmensa cantidad de energía. En esta explosión de liberación de energía, se pueden crear muchas partículas.

Echemos un vistazo a lo que sucedió durante el descubrimiento del Higgs.

Primero, los protones chocan. Se crean algunas partículas aburridas, como los fotones de baja energía. Pero debido a que somos bastante afortunados, y la colisión tuvo mucha energía, ¡también se crea una partícula de Higgs!

Esta partícula de Higgs flota alrededor del detector por un corto tiempo. Realmente no tiene tiempo para ir a ningún lado, porque en nanosegundos la partícula se descompone. Esta descomposición se produce en dos fotones de alta energía.

Todas las partículas cargadas eléctricamente, incluidos los muones y también los neutrones y los fotones, se detectan en el detector grande. Más tarde, un investigador del CERN revisa los datos y se da cuenta de que se detectaron dos fotones de alta energía durante la colisión. De hecho, tales colisiones ocurrieron muchas veces. Pero el modelo estándar no predijo que estas colisiones sucederían … ¡en absoluto!

Irritado, el investigador habla con algunos de sus amigos. Se dan cuenta de que si agregan la partícula de Higgs a la teoría, que tiene la propiedad teórica de emitir dos fotones de alta energía, todo vuelve a funcionar. Por lo tanto, dicen que han descubierto la partícula de Higgs.

(obviamente, para que uno descubra realmente el Higgs, deben medirse muchos miles de tales colisiones. De lo contrario, ¡podría ser pura coincidencia!)

Así es como detectamos nuevas partículas:

1. Primero hacemos una teoría que predice el comportamiento de una partícula.
2. En un acelerador de partículas, necesitamos una nueva partícula para explicar resultados extraños
3. La teoría se utiliza para explicar los datos experimentales.
4. ¡Ahora hemos ‘detectado’ una nueva partícula!

Una vez que tengamos una buena teoría del gravitón, un acelerador de partículas podría mostrar que existe. Pero fíjate, los gravitones no necesitan existir; podría haber respuestas completamente diferentes al problema de la gravedad cuántica.

La relatividad general trata la gravedad como la curvatura del espacio-tiempo y niega que sea una “fuerza” de ningún tipo. La física cuántica lo considera una fuerza y, por lo tanto, debe ser un bosón asociado, pero la naturaleza y el mecanismo de ese bosón (el Gravitón) siguen siendo misteriosos.

No solo se debe tener en cuenta el bosón de calibre faltante, incluso el modelo matemático es incompleto y controvertido. ¿Por qué, por ejemplo, el tiempo correría más lento cuando hay una acumulación de materia? ¿Cómo afectan los gravitones a los relojes (por así decirlo)?

Las partículas bariónicas son efectuadas por el tiempo; ¿Todos los bosones afectan el tiempo? Estas preguntas todavía están flotando en el ámbito filosófico. Queda mucho por hacer 🙂

Hay muchas partículas diferentes que se emiten y se mueven a través del universo. La energía en ellos está relacionada con su masa y cantidad. La gravedad es una de las fuerzas más débiles del universo. Como señala otro escritor, cuando te pones de pie, ejerces suficiente fuerza, con una cantidad minúscula de energía, para vencer la fuerza gravitacional de toda la tierra. Esto implica que la partícula (si es que existe, aunque la física cuántica por definición asume que algún tipo de cuantos es responsable de cada fuerza y ​​forma de energía en el universo) responsable de la fuerza gravitacional sería extremadamente pequeña en comparación con las otras partículas extremadamente pequeñas. y es probable que haya muchos menos en cualquier área del espacio que otras partículas.

Detectarlos sería el equivalente a tratar de detectar una semilla de amapola en un tornado.

Porque nuestros principales científicos con todas las subvenciones y con los que no son tan sabios como parecen. De lo contrario, la respuesta a esta pregunta y muchas otras preguntas similares no es tan difícil de alcanzar como parece. El mejor eschelon es principalmente un libro inteligente o una carrera inteligente, lo que hace que los verdaderos pioneros permanezcan ocultos o desconocidos. Este problema es un problema grave para el futuro y para el avance de los avances científicos potentes.

Cualquier forma de no desviarse demasiado del tema, expliquemos qué es realmente un gravitón para que podamos tener claridad para comprender el problema y, desde ese punto de vista, la solución sería obvia.

Anexo A (Algo) Anexo B (Nada). Digamos que la exhibición A es toda la materia, energía, partículas y cosas así. Y la exhibición B es todo el espacio que nos rodea o en cualquier lugar, básicamente toda la nada que hay en todas partes. En términos generales, la unidad más fundamental de la exhibición A es el “átomo”. Sé que tenemos cosas más pequeñas que el átomo, pero en términos generales, digamos que es el átomo. Ahora la pregunta es cuál es la unidad más pequeña de nada … Sí, lo has adivinado, es el gravitón. Ahora aquí está el problema, si es una certeza comprobada de que no existe un gravitón, entonces todo está bien porque “Nada” sigue siendo “nada” PERO si se demuestra que hay un gravitón, entonces “nada no es exactamente nada, es en realidad compuesto de gravitones.

Si ese es el caso, entonces cuando escuchamos el término “incluso los átomos están hechos en su mayoría de espacios vastos” y los gravitones son los constructores del espacio, entonces eso hace que el gravitón sea la cosa MÁS PEQUEÑA posible y los bloques de construcción fundamentales para TODO, sí, incluso los bloques que maquillaje espacio vacio! ¡Pero no los confunda como si fueran materia, su maquillaje es más como pequeñas cuentas de “habitación” que cuando se juntan constituyen más “habitación” y sin “habitación” no puede haber espacio para que exista nada más! Así es como obtenemos este vasto espacio infinito en el que existimos.

Sin embargo, esto ilumina el problema de cómo detectar un gravitón, son tan pequeños que incluso un dispositivo de detección que estaba formado por un solo átomo no podría capturarlo y, por lo tanto, no detectaría su presencia porque atravesaría El átomo. Del mismo modo que una red de pesca atrapa el pescado del agua y como una cuchara atrapa la sopa de un plato de sopa, necesitaríamos una cuchara que pudiera recoger los gravitones sin permitir que se deslice a través de dicha cuchara. Si podemos bloquear el paso de los gravitones, habríamos detectado nuestros primeros gravitones. Por supuesto, nuestro problema es cómo crear un material de este tipo que pueda resistir un gravitón, donde incluso los neutrinos a menudo pueden pasar a través de nuestro planeta sin tocar y un gravitón es tan pequeño que podría atravesar ese neutrino sin tocar. No es un problema, bueno, en realidad no, en realidad es una solución simple una vez que entendemos cómo interactúan la materia y el espacio.

El espacio existe en todas partes, incluso dentro de un átomo, su espacio está mayormente vacío. Pero si hubiera una situación en la que un cuerpo de masa se volviera tan denso que incluso se eliminara el espacio dentro de él, una materia tan exótica literalmente colisionaría con el espacio exterior causando una singularidad. Déjame profundizar en este punto. La razón por la cual los cuerpos pueden moverse en nuestro universo es porque la masa es principalmente porosa con el espacio y esto permite que el espacio exterior se mueva a través de los espacios interiores de los cuerpos, pero cuando una masa se vuelve más y más densa, este flujo de espacio comienza a arrastrarse. Este arrastre es lo que llamamos gravedad y cuando el flujo del espacio encuentra un cuerpo 100 por ciento denso como en un espacio completamente no vertiginoso, se produce una singularidad o, más bien, se produce una rotura en la estructura del espacio.

Entonces, la conclusión aquí es que el único elemento en el universo que nos dará una detección en una escala de gravitón tendrá que ser un elemento exótico que NO tenga espacio interior. De modo que si moviéramos un objeto que es 100% denso a través del espacio, el espacio colisionaría con él y no se movería a través o a través de él, esto sería una evidencia positiva de la existencia de un campo de gravitones.

Por supuesto, no podemos calentar un objeto como lo hace la naturaleza hasta el punto alfa donde podemos obtener un agujero negro, ya que nada de lo que sabemos podría sostener dicho objeto, pero no es tan difícil si sigues por la otra ruta. Sí, podemos reducir la temperatura de un cuerpo a un punto en el que casi alcanza el 100 por ciento de densidad, lo que se llama unos pocos impulsos de potencia en el condensado bose einstien. El súper condensado girado puede imitar una mini o micro singularidad, ya que su densidad de casi el 100% se convierte en una pared del espacio que lo rodea y causa una rotura o incluso mucho antes de la rotura, la detección de gravitones.

Espero que esto arroje claridad de una manera que nadie más tiene.

Tienes que apreciar cuán débil es realmente la gravedad. La gravedad es 10 ^ -36 veces más débil que la fuerza electromagnética. Intentar detectar gravitones individuales será imposible con las herramientas que tenemos a mano. Es por eso que los científicos están tratando de detectar las ondas de gravedad generadas durante las primeras etapas del universo. El efecto de la gravedad sobre la masa es independiente del tamaño de la masa a menos que las masas involucradas sean de un tamaño más o menos equivalente. Si una masa es mucho más pequeña que la otra, su influencia es insignificante. Las mareas, aunque involucran una cantidad sustancial de masa, son una muy mala elección. En primer lugar, están compuestos de líquidos que no solo reaccionan a la fuerza gravitacional, sino a la energía cinética de las moléculas que constituyen los océanos. En segundo lugar, en general componen solo una fracción de la masa de toda la tierra.

Detectar un fotón, por ejemplo, es extremadamente fácil. Existen muchos tipos de dispositivos que pueden detectar fotones individuales, como los fotomultiplicadores, que se utilizan en laboratorios de todo el mundo. De hecho, ni siquiera necesita ninguna tecnología sofisticada; El ojo humano puede, en principio, detectar un solo fotón. (ese no es el tema, así que no profundizaría)

Posible forma de detectar un gravitón

Sin embargo, detectar gravitones es mucho (mucho, mucho, etc.) más difícil. Un ejemplo famoso considera un detector ideal con la masa del planeta Júpiter, alrededor de 10271027 kilogramos, colocada en órbita cercana alrededor de una estrella de neutrones, que es una fuente muy fuerte de gravitones. Un cálculo de fondo revela que incluso en este escenario extremadamente poco realista, ¡tomaría 100 años detectar un solo gravitón!

Bien, dices, así que hagamos ese detector (en algún momento en el futuro lejano cuando tengamos la tecnología para hacerlo) y esperemos 100 años. Sin embargo, hay un detalle crucial que olvidé mencionar. La estrella también emite neutrinos además de gravitones; de hecho, muchos más neutrinos que gravitones. Y los neutrinos son mucho más fáciles de detectar que los gravitones. De hecho, podemos calcular que por cada gravitón que se detecte en este escenario, se detectarán alrededor de 10331033neutrinos. Por lo tanto, nunca podremos encontrar un gravitón entre los neutrinos 10331033.

Ah, dices, ¡pero podemos construir un escudo de neutrinos y bloquear a los neutrinos! Pero tal escudo necesitaría tener un grosor de varios años luz, y si intentas hacerlo más denso para encajar entre la estrella y el detector, colapsaría en un agujero negro …

En conclusión, incluso con una tecnología futurista increíblemente avanzada, simplemente sería imposible detectar un gravitón.

Para obtener más información, lea el artículo de mi blog sobre gravitons Gravitational Waves, OK. ¿Pero dónde están los gravitones? (Muy detallado) .

¡El Graviton simétrico es como el fotón spin 1, que representa el campo EM antisimétrico por completo, una partícula elemental sin masa [1]!

El spin2 simétrico Graviton es matemático ortogonal a la simetría de calibre antisimétrica U (1) x SU (2) x SU (3) acciones, que describen el fotón mixto (por el ángulo de Weinberg) y la fuerza nuclear débil. partículas La Fuerza Débil está representada por los Bosones de Vector Intermedio W +, W- Cargados Eléctricamente y, como resultado de ese bosón Z spin 1 masivo pero no cargado, ¡sin embargo con Momento Magnético no cero!

Las acciones antisimétricas se analizan matemáticamente “linealmente”. Ortogonal / independiente del giro simétrico 2 Graviton.

Es decir, todo el spin 1 relacionado a través de Gauge-Symmetry descrito Force-Particles (Photon, W +, W-, Z) debe analizarse con Easy Linear Math. con matemática antisimétrica. Las herramientas, mientras que la única partícula de fuerza izquierda, el spin 2 Graviton, deben describirse con un campo simétrico. Como resultado, el spin 2 Graviton no puede observarse con el campo EM de spin 1 ortogonal / independiente antisimétrico independiente, descrito por el fotón.

Es decir, el spin 2 Graviton, ORTOGONAL para todas las acciones antisimétricas, no puede ser “visto” por las partículas de fuerza simple antisimétricas relacionadas con EM {fotón, W +, W-, gluones que se describirán como quark-anti-quark dual / ¡Las partículas de fuerza combinadas se forman a partir de dos quarks de giro 3/2, es decir, NO partículas de giro 1/2 intrínsecamente estables con supuestamente errónea también “isospin” 1/2 para ganar 4 grados de libertad!}

Visite también el siguiente sitio web:

¡QM derivado de las teorías de la relatividad de Einstein y reescrito para cumplir con el CAP!

Notas al pie

[1] http://quantumuniverse.eu/Tom/Wh …

Veamos.

La mayoría de las partículas son inestables y no duran: se convierten en energía y de esa energía se forman otras partículas menos “pesadas”. Este proceso se llama descomposición de partículas.

Si tratamos con una partícula de la que sabemos mucho, significa que tenemos una comprensión teórica bastante buena de cómo puede comportarse dicha partícula, por lo que podemos calcular todas las formas posibles en que dicha partícula podría descomponerse, incluidas las probabilidades de cada posible camino de descomposición. Fuera de las posibilidades infinitas de caminos de descomposición, para una partícula dada, hay ciertos caminos interesantes que son característicos de una partícula dada, tan característicos de dicha partícula que funcionan como la “huella digital” de la partícula.

Esto es muy importante para el resto de la explicación.

High Energy Physics (HEP) tiene un historial notable de uso de la física teórica para predecir la existencia de muchas partículas que más tarde, a través de experimentos, se descubre que existen.

Dichos experimentos se llevan a cabo en colisionadores de partículas. Si estamos tratando de determinar si existe o no un tipo de partícula predicha, producimos miles de millones y miles de millones de colisiones y capturamos el resultado de dichas colisiones, prestando especial atención a las rutas de descomposición de la “huella digital” de la partícula de interés, contando cuántas de estos caminos de descomposición aparecen como un porcentaje del total de los caminos de descomposición que suceden.

Después de una increíble cantidad de colisiones, si el porcentaje experimental de las rutas de huellas digitales es igual al porcentaje predicho (más o menos el error experimental permitido), podemos asegurar que la partícula predicha existe y se declara un descubrimiento. Los estándares actuales para HEP requieren 5 sigma para un descubrimiento: llegar a 5 sigma es la razón por la cual se debe tener en cuenta una cantidad tan increíble de colisiones.

Ahora podemos volver al gravitón: el obstáculo principal es que estamos muy lejos de saber lo suficiente sobre esta partícula para hacer predicciones lo suficientemente buenas que se puedan probar en un colisionador de partículas de la manera que he explicado.

Saludos cordiales, GEN

Graviton es puramente hipotético por ahora, pero se supone que sería un cuanto de excitación del campo gravitacional. Ahora, la gravitación es tan débil que aún no hemos logrado detectar las ondas gravitacionales macroscópicamente, incluso de fuentes supuestamente muy fuertes. Si no podemos detectar una gran cantidad de gravitones en fase (porque esto es lo que sería una onda gravitacional macroscópica), ¿cuáles son nuestras posibilidades de detectar una sola?

Los métodos de física de partículas tampoco funcionarían en las energías actuales del acelerador: un gravitón, si existiera, no tendría masa e interactuaría solo gravitacionalmente, no tenemos herramientas para detectar tal bestia.

No. No tenemos evidencia directa de gravitones, ni un modelo que describa las propiedades que tendrían los gravitones. Nuestros mejores modelos de gravedad hasta la fecha siguen siendo relativistas. No tenemos un modelo cuántico para la gravedad; Es uno de los mayores problemas abiertos en física en este momento.

¿Hay una partícula portadora de fuerza para la gravedad? Parece que debería haber, pero no lo sabemos.

Una posible respuesta simple a “¿por qué todavía no se ha detectado el gravitón?” Puede ser que no haya un gravitón.

La gravedad es la curvatura del espacio-tiempo. Para que haya un gravitón, la gravedad debería ser una fuerza cuántica. Esto significaría que hay una cantidad más pequeña de gravedad, ya que la gravedad es la curvatura del espacio-tiempo, una gravedad cuántica significaría que no es una curva sino una secuencia de paquetes muy pequeños que simula una curva cuando se ve a nuestra distancia normal. El pequeño paquete de gravedad sería el resultado del espacio cuantificado y el tiempo cuantificado. Actualmente no hay evidencia de tiempo cuántico o espacio cuántico. Entonces hay poca evidencia de que haya un gravitón.