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为什么至今没有找到引力子?

雨雪霏霏
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    引力子不在标准模型里,找不到是正常的,找到了就是超越标准模型的巨大新闻了。

    即使引力子存在,它和物质粒子的耦合也将极其弱[1],引力子与常规物质的散射截面微不足道。我们现有的实验技术和仪器精度难以满足研究量子引力的需要。

    • 读者可能见过一些来源说,如果粒子加速器用于撞击的粒子的动能可以达到普朗克能量,那么量子引力就会变得明显[2]。那比现有加速器能做到的高了约 15 个数量级、比现有观测找到的来自太空的超高能粒子还要高约 8 个数量级。
    • LIGO 能够探测引力波,其精度距离能够探测到地球产生的单个引力子还差约 20 到 25 个数量级。弗里曼·戴森等科学家在二十世纪估计,长轴与银河系相当的探测器仍然不足以区分单个引力子和热噪声。
    • 一些文章讨论了用不切实际的条件做量子引力实验。可以看看我回答过的:如何看待最新研究表明,普朗克时间或可观测?

    广义相对论将引力描述为时空的几何弯曲,这时空是连续的。尝试对引力进行量子化,在数学上会遇到难以消除的无穷大,这叫做不可重整化。现在还没有好的办法去处理引力不可重整化的问题。现存的量子引力模型通常努力在低能极限下恢复广义相对论,但做得不好。

    2024 年,南京大学杜灵杰教授团队在《自然》杂志发表论文,宣布在凝聚态物质中首次观测到准粒子“引力子激发”。一些炒作者故意混淆准粒子(集体激发)与基本粒子。我认为“引力子激发”对寻找引力子没有任何用处——凝聚态体系的张量模激发在数学上和引力波传播方程相似,你无法从这里面得到关于引力子的任何有用信息。

    一些研究人员试图绕过引力子、用更多尚未发现的玻色子构建玩具模型,这并不成功。例如:如何评价芬兰物理学家首次在平直时空里实现引力的量子化?

    参考

    1. ^引力耦合常数约 1e-38GeV^-2
    2. ^这并不是说在更低能级下没有量子引力现象,但能级越低观测越困难
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    赵泠

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