גרוויטון

גרוויטון, בפיזיקה, הוא חלקיק יסודי היפותטי המעביר את כוח הכבידה ברוב תאוריות הכבידה הקוונטית. החלקיק צפוי להיות בעל ספין 2, וחסר מסת מנוחה על מנת להתאים לתאוריות המקובלות.

הגרוויטונים הוצעו מכיוון שתאוריות קוונטיות הצליחו מאד בתחומים אחרים. למשל, אלקטרודינמיקה קוונטית בהחלט יכולה להיות מוסברת על ידי פוטונים שנובעים מקוונטיזציה של השדות האלקטרומגנטיים. במקרה זה, פוטונים נוצרים ונהרסים ללא הפסקה על ידי כל החלקיקים הטעונים, והאינטראקציות עם הפוטונים הללו יוצרות את הכוחות האלקטרומגנטיים המאקרוסקופיים שאנו מכירים.

בהשראת ההצלחה הנרחבת של התאוריה הקוונטית בתיאור שאר הכוחות הבסיסיים ביקום, הדבר נראה כמעט מתבקש שאותן השיטות יעבדו היטב גם על כבידה. ניסיונות רבים הובילו לבסוף להשערה בדבר קיומו של גרוויטון, אך עד כה הוא טרם נצפה בניסוי. הגרוויטון צפוי לעבוד בצורה דומה לפוטון. רבים קיוו לכך שהדבר יוביל במהרה לתאוריית כבידה קוונטית, על אף שהמתמטיקה הכרוכה בכך מורכבת למדי.

גרוויטונים ומודלים של כבידה קוונטית

בעוד שהתאוריה הקלאסית (כלומר, דיאגראמות עץ) והתיקונים הקלאסיים למחצה שלה (דיאגראמות של לולאה אחת) התנהגו כמצופה, דיאגראמות פיינמן עם שתי לולאות או יותר הובילו להסטות לעל-סגול – כלומר, תוצאות אינסופיות בלתי־ניתנות לסילוק כיוון שאי־אפשר היה לעשות רנורמליזציה לתורת היחסות הכללית הקוונטית, שלא כמו אלקטרודינמיקה קוונטית. בעיות אלו, יחד עם בעיות עקרוניות נוספות, הובילו פיזיקאים רבים להאמין שרק תאוריה מקיפה יותר מאשר היחסות הכללית תסביר טוב יותר את מה שקורה בגדלים הקורים קרוב לאורך פלאנק. תורת המיתרים הופיעה ונראתה מבטיחה למדי; זו הייתה התאוריה הידועה היחידה בה תיקונים קוונטיים לפיזור הגרוויטונים היו סופיים. תאוריית המיתרים חוזה את קיומם של גרוויטונים ואת האינטראקציות המוגדרות-היטב שלהם. גרוויטון בתיאורית מיתרים נקרא מיתר סגור, במצב תנודתי עם אנרגיות נמוכות מאוד.

יש לציין שישנן תאוריות קוונטיות שאינן צופות את קיומו של הגרוויטון; למשל, כבידה קוונטית לולאתית אינה צופה חלקיק המקביל אליו.

החיפוש אחר הגרביטון

צפייה בגרוויטון, אם הוא קיים, היא משימה בעייתית למדי בגלל חולשתו הרבה של כוח הכבידה בהשוואה לכוחות האחרים בטבע.

גלי כבידה שאת קיומם מנבאת תורת היחסות הכללית יכולים להדמות גם כמצבים קוהרנטיים של גרוויטונים רבים, ממש כמו שגלים אלקטרומגנטיים הם מצבים קוהרנטיים של פוטונים. נכון ל-2016, פיזיקאים הצליחו למצוא עדות לקיומם של גלי כבידה, באמצעות פרויקט LIGO שהחל לעבוד עם גלאים משוכללים בספטמבר 2015, אבל צפייה בגרוויטון, שהוא קוונט אחד של גל כבידה, היא משימה קשה בהרבה.

ראו גם

• מיון החלקיקים

קישורים חיצוניים

• ארז גרטי, ‏חלקיקי החומר – הגרוויטון, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 4 ביולי 2011

המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים
בוזונים	פרמיונים
	קווארקים
פוטון	למעלה	קסום	עליון
גלואון	למטה	מוזר	תחתון
	לפטונים
בוזון Z	נייטרינו אלקטרוני	נייטרינו מיואוני	נייטרינו טאואוני
בוזון W	אלקטרון	מיואון	טאו
בוזון היגס