引力子(英語:graviton),又稱重力子,一種量子物理學中,基於量子場論的架構,提出的假設基本粒子,這種量子的交換能產生引力。但是目前仍未知是否真正存在。引力子被設想為一個自旋為2、質量為零、不帶電荷玻色子。為了傳遞引力,引力子必須永遠相吸、作用範圍無限遠及以無限多的型態出現。

重力子
組成基本粒子
玻色–愛因斯坦統計
基本相互作用重力
狀態理論性粒子
符號G[1]
反粒子自身
理論1930s[2]
名字起源於Dmitrii Blokhintsev與F. M. Gal'perin於1934年的論文[3]
發現尚為理論性
質量0
< 6×10−32 eV/c2 [4]
平均壽命穩定
電荷e
自旋2

概論

廣義相對論中,重力被看成一種幾何現象,即為時空的曲率,這個觀點目前已獲得極大成功。量子力學的觀點認為,作用力是由不連續的能量包(也就是量子)交換而產生。不同作用力的產生,則來自不同的量子。基於這種觀點,量子物理學標準模型,認為基本相互作用都是由量子交換產生,並提出規範玻色子理論,如電磁力光子交換產生,弱作用力W及Z玻色子交換產生,強核力膠子交換產生。這個理論預測,引力也應該是由某種玻色子的交換而產生,這種玻色子被稱為引力子。

量子理論在除對引力原理的解釋外,各方面都非常成功,譬如電磁學可用光子的量化來解釋(量子電動力學),而宇宙其他方面的基本作用力(弱核力強核力)亦可用量子理論得到完美的描述;人們自然希望量子理論亦能解釋重力,故假想有一種未發現的重力子存在,其性質與光子類似,而最終可發展出量子重力理論

或許,引力子是跟希格斯玻色子有關(因為引力跟質量成正比),因此需要希格斯玻色子的理論充分發展才能研究引力子。可是這種理論的數學運算十分複雜且無法自洽

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參考文獻

  1. ^ ,使用大寫G以免與膠子(符號g)混淆
  2. ^ Rovelli, C. Notes for a brief history of quantum gravity. 2001. arXiv:gr-qc/0006061  |class=被忽略 (幫助). 
  3. ^ Blokhintsev, D. I.; Gal'perin, F. M. Gipoteza neitrino i zakon sokhraneniya energii [Neutrino hypothesis and conservation of energy]. Pod Znamenem Marxisma. 1934, 6: 147–157 (俄語). 
  4. ^ Zyla, P.; et al. Review of Particle Physics: Gauge and Higgs bosons (PDF). 2020 [2022-05-19]. (原始內容 (PDF)存檔於2021-05-18).  已忽略未知參數|collaboration= (幫助)

外部連結