Гравитон

Гравитон — гипотетический квант-переносчик гравитационного взаимодействия — элементарная частица без электрического заряда со спином 2 и двумя возможными направлениями поляризации.

Несмотря на отсутствие в настоящее время полноценной теории квантовой гравитации, возможно квантование слабых возмущений заданного гравитационного поля. В рамках такой линеаризованной теории элементарным возбуждением и является гравитон. В результате чрезвычайной слабости гравитационного взаимодействия, экспериментальное обнаружение отдельных гравитонов в настоящее время не представляется возможным.

Гипотеза о существовании гравитонов появилась благодаря успеху квантовой теории поля (особенно Стандартной модели) в моделировании поведения остальных фундаментальных взаимодействий с помощью подобных частиц: фотоны в электромагнитном взаимодействии, глюоны в сильном взаимодействии, W и Z бозоны в слабом взаимодействии. По аналогии, за гравитационное взаимодействие также должна отвечать частица.

Однако, попытки расширить Стандартную модель гравитонами сталкиваются с серьёзными теоретическими сложностями в области высоких энергий (равных или превышающих планковскую энергию) из-за возрастающей бесконечности вследствие квантовых эффектов (гравитация не ренормализуется). Этому вопросу посвящено несколько предложенных теорий квантовой гравитации (в частности, теория струн). Согласно теории струн, гравитоны (также как и другие частицы) это состояния струн, а не точечные частицы, в этом случае бесконечности не появляются, в то же время, при низких энергиях их можно рассматривать как точечные частицы. То есть гравитон — это некоторое приближение к реальности, которое можно использовать в области низких энергий.