¿Podrían los gravitones actuar como fotones?

Sí, si existen gravitones (es decir, si hay una descripción válida de la gravedad en forma de una teoría de campo cuántico; nadie logró construir una teoría de la gravedad de campo cuántico renormalizable todavía), actuarían como portadores de fuerza, al igual que los fotones. hacer. Las matrices de Dirac mencionadas en los detalles de la pregunta no son específicas de los fotones; más bien, entran en escena porque en QED, los portadores de carga son fermiones (electrones). No hay matrices de Dirac involucradas cuando, por ejemplo, nos fijamos en la interacción electromagnética de los bosones del vector W + / W- cargados. Para la gravedad, lo mismo se aplica: la representación de fermiones implicaría matrices de Dirac, pero ese no es el caso de los bosones. Las matemáticas se vuelven un poco más complicadas porque la gravedad es un campo de spin-2, pero los principios son muy similares.

Sin embargo, hay una diferencia importante entre fotones y gravitones. Los fotones se acoplan a la carga eléctrica. Las partículas que llevan carga actúan como fuentes del campo electromagnético y responden a la presencia del campo. Las partículas sin carga son ajenas al campo electromagnético. La gravedad, por el contrario, es universal: el gravitón se une a la energía del estrés, que tiene cualquier otra partícula y campo. No hay partículas sin “carga gravitacional”. (En caso de que esto cause algo de confusión, la masa en reposo es parte del tensor tensión-energía-momento, pero las partículas sin masa en reposo todavía llevan impulso y, por lo tanto, se acoplan a la gravedad. Por eso, por ejemplo, se alteran las trayectorias de los fotones sin masa en presencia de un campo gravitacional.) Como corolario, los gravitones también se acoplan a los gravitones, que es la versión teórica del campo cuántico de la afirmación de que la teoría gravitacional no es lineal. (Los fotones no se acoplan a los fotones porque los fotones son eléctricamente neutros. Los fotones aún pueden dispersarse de los fotones, pero eso se debe a que los fotones pueden dividirse en pares de electrones-positrones en el proceso de polarización al vacío e interactuar con otros fotones a través de estas partículas virtuales. pares de antipartículas.)