Связь между квантовой теорией поля и общей теорией относительности

Поиск гравитона, гипотетической квантовой частицы, которая, как считается, передает гравитацию, вступает в новую фазу с новаторским открытием. изучать что предполагает косвенный метод обнаружения.

Задача объединения квантовой теории поля и общей теории относительности

Квантовая теория поля и общая теория относительности, столпы современной физики, прекрасно описывают взаимодействия между элементарными частицами и влияние материи и энергии на пространство-время соответственно. Однако объединение этих теорий оказалось сложной задачей, особенно при описании таких явлений, как черные дыры или ранняя Вселенная.

Роль гравитона в гравитации

В квантовой теории поля силы передаются через квантовые частицы или бозоны, такие как фотоны, для электромагнитной силы. Несмотря на попытки найти частицу, соответствующую гравитации, гравитон остается неоткрытым. Общая теория относительности добавляет сложности, предсказывая, что пространство-время изгибается и скручивается из-за материи и энергии, что приводит к гравитации — концепции, противоречащей фиксированному пространственно-временному фону квантовой теории поля.

Новый подход к косвенному обнаружению гравитона

Недавно одобрено для публикации в Физика Темной Вселенной, новое исследование предлагает метод косвенного наблюдения за гравитонами. Исследование предполагает, что гравитационные волны, обнаруживаемые с помощью таких инструментов, как LIGO или VIRGO, могут производить свет, вызывая параметрические колебания, колебания, вызванные изменением параметров системы вместо приложения внешней силы.

Гравитационные волны, проходящие через область с электромагнитным полем, могут сжимать и растягивать пространство, занимаемое полем, что приводит к излучению фотонов с определенными частотами. Это взаимодействие, при котором два гравитона порождают два фотона, потенциально может привести к косвенному обнаружению гравитона.

Важность открытия гравитона

Существование гравитона имело бы глубокие последствия для космологии, играя значительную роль в ранней Вселенной и формировании таких структур, как галактики и скопления галактик. Согласование квантовой теории поля и общей теории относительности с помощью квантовой теории гравитации может помочь решить основные проблемы физики, включая природу темной материи, физику Большого взрыва и сущность черных дыр. Различные теоретические предложения, такие как петлевая квантовая гравитация и теория струн, пытаются описать квантовую гравитацию и согласовать эти фундаментальные теории.