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引力子可以有多重?

科學家正試圖確定其特性  引力子 確定一個假設粒子的 - 引力相互作用 練習在即時通訊中 高能天體物理學雜誌 在他們發表的作品中,Marek Biesiada 教授及其同事通過對 12 個星系團的分析發現了對星系質量的新約束 引力子 衍生的。 它比觀察到的限制強七個數量級  引力波 導致。

廣義相對論 (GRT) 改變了我們對重力的看法。 ART曲線後 物質時空,並且所有物體在這個彎曲的時空中沿著特定的路徑移動 大地測量學家 只要它們不受其他非引力相互作用的影響,它們就會被命名。 與光速相比,時空曲率不是很大,速度很小 愛因斯坦的理論 牛頓萬有引力定律,我們仍然成功地用來解釋行星或恆星的運動 星系 來描述。

我們知道其他三個基本的相互作用—— 電磁相互作用 具有遠程以及弱和 強互動在亞原子水平上控制物質 - 本質上是量子力學。 在裡面 量子描述 相互作用涉及攜帶它的粒子(玻色子)的交換。 對於電磁學來說,這就是光子——一種光粒子,一種電磁波的量子。 對於強弱相互作用,是膠子或玻色子 Z 和 W。一百多年來,物理學家一直試圖 萬有引力 以同樣的方式尋找一個量子理論 引力. 與其他相互作用類似,假設的引力載體粒子將是所謂的引力子。 由於引力相互作用的無限範圍,隨著距離的平方而減小,那必須是 引力子 - 像光子一樣 - 沒有質量。 然而,這些只是理論上的預測,需要通過實驗來驗證。

 圖片來源:Pixabay/ 那些

考慮假設的性質 引力子 研究後,人們可以提出相反的問題:如果引力子具有與我們預期不同的特性——例如,如果它有一個非常小但非零的特性,那麼宇宙的圖景中應該出現什麼可觀察到的結果及其對我們可用的動力學。 ,一個會有質量嗎? 如果觀測數據——總是受不確定性影響——假設沒有質量 引力子 同意,那麼與這些數據相關的不確定性允許最大質量 引力子 預先估計,即它可以回答引力子有多輕的問題,因此它的質量的後果還沒有與觀測數據相衝突。 在高能天體物理學雜誌上發表的一篇論文中,來自 NCBJ 的 Marek Biesiada 教授與 Dr. 西里西亞大學的 Aleksandra Piórkowska-Kurpas 和北京師範大學的曹碩教授就 引力子質量 發現 mg < 5-10^-29 eV。


每個粒子都有一個特徵長度 所謂康普頓波長,它與其質量成反比,Marek Biesiada 教授解釋說。 質量越大,該波的波長越小。 對於相互作用的粒子,康普頓波長決定了相互作用的範圍。 零質量意味著無限康普頓波長,即無限範圍。 的情況下 電磁學 該理論預測光子應該是無質量的。 這同樣適用於重力。 所以對引力子質量的檢驗就是對理論的檢驗。 它們是一項非常重要的測試,因為一些研究人員提出了修改 ART 的理論並預測 引力相互作用 應該是有限的。 在這樣的理論中,它會 牛頓勢 修改:在遠距離, 地心引力 比距離的平方還快。