Гравитация всегда считалась самой загадочной из фундаментальных сил. Она удерживает нас на Земле, заставляет падать яблоки и управляет движением планет, звезд и галактик. Но в мире элементарных частиц у неё до сих пор нет собственного «строительного кирпичика». Таким кандидатом физики называют гравитон — гипотетическую частицу-переносчик гравитации, пишет El.kz со ссылкой на ABNews.

По теоретическим моделям, гравитон должен быть безмассовым, двигаться со скоростью света, иметь спин 2 и не обладать электрическим зарядом. Именно такие свойства объясняли бы бесконечный радиус действия гравитации и её способность искривлять пространство-время. Если фотон передает электромагнитное взаимодействие, а глюоны и W/Z-бозоны — сильное и слабое, то гравитон должен был бы стать четвертым представителем семейства переносчиков фундаментальных сил.

Значимость гравитона трудно переоценить. Современная физика стоит на двух опорах: квантовой теории поля и общей теории относительности Эйнштейна. Первая описывает микромир через обмен виртуальными частицами, вторая рассматривает гравитацию как геометрию искривленного пространства-времени. Но эти два подхода несовместимы. Попытки объединить их приводят к математическим бесконечностям, которые не удается устранить. Гравитон же мог бы стать связующим звеном — ключом к квантовой теории гравитации, которая объяснит поведение пространства-времени внутри черных дыр, состояние Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва, природу сингулярностей и квантовую структуру мироздания на планковских масштабах. Без этой частицы или её эквивалента невозможно построить «теорию всего» — единую модель, описывающую все силы природы.

Однако никаких прямых доказательств существования гравитона пока нет. Главная проблема в том, что гравитация невероятно слаба по сравнению с другими силами. Даже небольшой магнит на холодильнике способен преодолеть притяжение всей Земли. Чтобы зафиксировать один квант гравитационного поля, нужны приборы чувствительнее любых существующих. В 2015 году эксперимент LIGO впервые зарегистрировал гравитационные волны — рябь в пространстве-времени, вызванную слиянием черных дыр. Теоретически их можно рассматривать как поток гравитонов, подобно тому, как свет — это поток фотонов. Но напрямую обнаружить частицу-переносчик пока невозможно.

Сегодня гравитон остается символом стремления к единству. Он не просто еще одна гипотетическая частица в таблице, а ключ к пониманию того, как рождалась Вселенная, что происходит в центрах черных дыр и как устроено пространство-время в самых глубоких масштабах. Его открытие стало бы величайшим достижением физики XXI века, сопоставимым с регистрацией бозона Хиггса или гравитационных волн. Но если гравитона не существует, ученым придется заново переосмыслить саму природу реальности.

El.kz также писал о том, что работа коллайдера остановилась на месяц из-за поломки.