Graviton_Trong vật_lý Graviton tiếng Việt đọc là G ra vi tông là một hạt_cơ_bản giả_thuyết có vai_trò là hạt trao_đổi của lực hấp_dẫn trong khuôn_khổ lý_thuyết trường lượng_tử Nếu nó tồn_tại Graviton dự_kiến sẽ không có khối_lượng hoặc rất nhỏ vì lực hấp_dẫn xuất_hiện với phạm_vi không giới_hạn và phải có spin là 2 Spin bằng 2 do nguồn_gốc của tương_tác hấp_dẫn là tenxơ ứng suất năng_lượng một tenxơ đối_xứng hạng hai so với photon của tương_tác điện từ có spin 1 nguồn_gốc của chúng là bốn dòng một tenxơ hạng nhất Ngoài_ra người ta chứng_minh rằng một trường spin 2 phi khối_lượng gây ra tương_tác giống_hệt với hành_xử của trường hấp_dẫn bởi_vì trường spin 2 phi khối_lượng phải cặp với tương_tác với tenxơ ứng suất năng_lượng của trường hấp_dẫn cổ_điển Kết_quả này cho thấy rằng nếu một hạt không có khối_lượng spin 2 được phát_hiện nó phải là Graviton_Do vậy để xác_minh bằng thực_nghiệm cho Graviton tồn_tại chỉ đơn_giản là phát_hiện ra một hạt không có khối_lượng spin 2 Lý_thuyết Các nhà_vật_lý giả_thuyết có hạt Graviton tồn_tại vì những thành_công lớn của lý_thuyết trường lượng_tử đặc_biệt là mô_hình chuẩn mô_hình_hoá hành_vi của tất_cả các tương_tác khác của tự_nhiên là qua trung_gian của các hạt_cơ_bản Tương_tác điện từ bởi các photon tương_tác mạnh bởi các gluon và tương_tác yếu Boson_W và Boson_Z_Giả thuyết này là sự tương_tác hấp_dẫn tương_tự như_vậy qua trung_gian của một hạt_cơ_bản nhưng chưa được khám_phá các hạt Graviton_Trong giới_hạn cổ_điển lý_thuyết sẽ thu về thuyết_tương_đối rộng và định_luật hấp_dẫn của Newton trong giới_hạn_lực hấp_dẫn yếu Graviton và tái chuẩn_hoá Khi mô_tả tương_tác hấp_dẫn các lý_thuyết cổ_điển tức_là các sơ_đồ cây và hiệu_chỉnh bán cổ_điển sơ_đồ một vòng hoạt_động bình_thường nhưng sơ_đồ Feynman với hai hoặc hơn vòng dẫn đến kết_quả phân_kỳ cực tím đó là giá_trị vô_hạn mà không_thể được loại_bỏ do thuyết_tương_đối tổng_quát không phải là lý_thuyết tái chuẩn_hoá không giống như điện động_lực_học lượng_tử Đó là cách các nhà_vật_lý áp_dụng để tính xác_suất cho sự_kiện một hạt sẽ phát ra hoặc hấp_thụ một Graviton nhưng họ thu được kết_quả vô_lý và lý_thuyết không còn hiệu_lực Những vấn_đề này cùng với một_số câu hỏi về khái_niệm khiến nhiều nhà_vật_lý tin rằng một lý_thuyết hoàn_chỉnh hơn của hấp_dẫn lượng_tử phải mô_tả tương_tác hấp_dẫn gần quy_mô Planck_So sánh với các tương_tác khác Không giống như các hạt trao_đổi của các tương_tác khác trường hấp_dẫn đóng vai_trò đặc_biệt trong thuyết_tương_đối rộng và việc xác_định không thời_gian mà trong đó các sự_kiện diễn ra Bởi_vì vi phôi bất_biến hiệp biến tổng_quát của lý_thuyết này không cho_phép bất_cứ phông_nền không thời_gian cụ_thể nào được ưu_tiên hơn cả ví_dụ hệ quy chiếu quán_tính do_vậy thuyết_tương_đối tổng_quát độc_lập với phông_nền Ngược_lại Mô_hình chuẩn phụ_thuộc vào phông_nền mọi diễn_biến của các hạt và trường xảy ra trong không thời_gian Minkowski như là phông_nền không thời_gian cố_định Do_đó lý_thuyết hấp_dẫn lượng_tử cần giải_quyết được những khác_biệt này Cho_dù lý_thuyết này hiện_nay vẫn là một câu hỏi mở Câu trả_lời cho câu hỏi này sẽ xác_định sự hiểu_biết của chúng_ta về hấp_dẫn có vai_trò cụ_thể gì trong số_phận của vũ_trụ Graviton trong các lý_thuyết khác nhau Lý_thuyết dây dự_đoán sự tồn_tại của graviton và miêu_tả tương_tác của nó khá rõ_ràng Hạt_Graviton trong lý_thuyết dây nhiễu_loạn là một dây đóng vòng trong một trạng_thái dao_động năng_lượng thấp Sự tán_xạ của graviton trong lý_thuyết dây cũng có_thể được tính_toán từ các hàm tương_quan trong lý_thuyết trường bảo giác như của thuyết Tương_ứng AdS_CFT hoặc từ lý_thuyết dây ma_trận Một đặc_điểm thú_vị của graviton trong lý_thuyết dây như dây đóng mà không có điểm đầu_cuối nó sẽ không bị ràng_buộc với màng brane và có_thể di_chuyển tự_do giữa các màng Nếu chúng_ta sống trên một màng như giả_thuyết của lý_thuyết màng mà nó rò_rỉ graviton từ màng vào không_gian nhiều chiều hơn thì có_thể giải_thích lý_do tại_sao_lực hấp_dẫn lại quá yếu và graviton từ các màng khác lân_cận của chúng_ta có_thể cung_cấp một khả_năng giải_thích cho vật_chất tối Xem màng vũ_trụ học Quan_sát thử_nghiệm Việc phát_hiện graviton đơn_lẻ là không_thể với bất_kỳ máy dò vật_lý nào cho_dù hạt được tiên_đoán một_cách hợp_lý trong lý_thuyết Lý_do là mặt_cắt tiết_diện của hạt rất thấp khi graviton tương_tác với vật_chất Ví_dụ khi sử_dụng Sao Mộc làm máy dò và giả_sử hiệu_quả là 100 được đặt trong quỹ_đạo gần xung_quanh một sao neutron sẽ dự_kiến chỉ quan_sát được một Graviton trong 10 năm thậm_chí trong các điều_kiện thuận_lợi nhất Cũng không_thể phân_biệt Graviton với các sự_kiện từ ảnh_hưởng của neutrino Tuy_nhiên các thí_nghiệm dùng để phát_hiện sóng hấp_dẫn có_thể được xem là các trạng_thái kết_hợp của nhiều graviton đang được triển_khai như LIGO và VIRGO Mặc_dù những thí_nghiệm này không_thể phát_hiện graviton đơn_lẻ nhưng chúng có_thể cung_cấp thông_tin về tính_chất nhất_định của Graviton_Ví dụ nếu sóng hấp_dẫn được quan_sát lan_truyền chậm hơn so với c tốc_độ ánh_sáng trong chân không điều này ngụ_ý rằng Graviton có khối_lượng Những khó_khăn vấn_đề nổi_bật Hầu_hết các lý_thuyết có chứa graviton gặp phải những vấn_đề nghiêm_trọng Nỗ_lực để mở_rộng Mô_hình chuẩn hoặc các lý_thuyết trường lượng_tử bằng cách đưa thêm các graviton vào sẽ trở lên nghiêm_trọng về mặt lý_thuyết ở mức năng_lượng cao quá_trình liên_quan đến năng_lượng gần hoặc trên quy_mô Planck vì vô_hạn phát_sinh do các hiệu_ứng lượng_tử về mặt kỹ_thuật hấp_dẫn là không tái chuẩn_hoá được Do thuyết_tương_đối rộng cổ_điển và cơ_học lượng_tử dường_như không tương_thích ở mức năng_lượng như_vậy cho_nên hai lý_thuyết này không đứng vững được ở mức năng_lượng cao như_thế Một giải_pháp có_thể là thay_thế các hạt bằng các dây Lý_thuyết dây là lý_thuyết lượng_tử của lực hấp_dẫn theo ý_nghĩa là nó giảm đến thuyết_tương_đối rộng cổ_điển cộng với lý_thuyết trường ở năng_lượng thấp nhưng hoàn_toàn được lượng_tử_hoá có chứa một Graviton và được cho là nhất_quán về mặt toán_học Xem thêm BULLET Sóng hấp_dẫn BULLET Planck_Khối lượng BULLET Lực hấp_dẫn BULLET Lực tĩnh và sự trao_đổi hạt ảo BULLET Đa vũ_trụ BULLET Gravitino
Graviton