引力子是一个在物理学中用于传递引力的假想粒子,其自旋为2且质量为零,属于玻色子。
它是量子力学中的一个概念,旨在调和量子力学和相对论。尽管引力子尚未被直接观测到,但它被视为探索和统一宇宙中四种基本力(强力、弱力、电磁力和万有引力)之一的关键概念。在四种基本力中,强力、弱力和电磁力已经被发现是通过交换粒子(如光子、玻色子和胶子)来实现的,而引力则希望通过引力子来实现统一。
因此,可以说引力子是量子力学的一部分,尽管它目前还没有被实验直接证实。
引力子在理论上是被广泛接受的,它是用来解释引力现象的一个基本粒子。虽然在实验上直接探测引力子非常困难,因为地球附近的引力作用非常微弱,现有的仪器精度无法探测到引力的量子化或引力子1。然而,理论物理学的发展,如AdS/CFT对偶和弦理论,为引力子的存在提供了数学和物理上的支持。
AdS/CFT对偶:这是一种理论框架,它将量子引力理论与共形场论联系起来,为研究强耦合量子场论提供了有力工具。这一对偶关系在理论物理学中是一个重大进展,它为引力子的存在提供了间接证据。
弦理论:在弦理论中,引力子被视为交换粒子,其存在与电磁力、强力和弱力的传递粒子相类似。这进一步证实了引力子在理论上的存在。
尽管如此,直接探测引力子仍然是一个挑战。物理学家们普遍认为,引力子可能只在宇宙极端条件下出现,例如大爆炸前后或黑洞中心。未来的实验,如激光干涉引力波天文台(LIGO),可能会提供间接的证据来表明引力遵循量子力学的规则。
综上所述,虽然直接探测引力子面临技术上的困难,但理论物理学的发展已经为引力子的存在提供了坚实的理论基础。
引力子投影是一个物理学概念,与量子引力和凝聚态物质中的分数量子霍尔效应有关。引力子被理论物理学家认为是负责传递引力的基本粒子。在爱因斯坦的理论中,物体之间的引力是通过引力子进行传递的。
近年来,有理论认为在凝聚态物质中可能存在着引力子的激发状态,这被称为“分数量子霍尔效应引力子”。由于其行为规律与引力子类似,因此被形象地称作引力子在凝聚态物质中的“投影”。
南京大学物理学院的科研团队通过自主设计的极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统,在砷化镓量子阱中对分数量子霍尔效应的集体激发进行了测量,并首次观察到了这种引力子激发(即引力子模)。这一发现为在凝聚态物质中研究量子引力相关物理问题开辟了新的视野。