Βαρυτόνιο

Στην φυσική, το βαρυτόνιο (ή αλλιώς γκραβιτόνιο από τον αγγλικό όρο graviton) είναι το υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο-φορέας της βαρυτικής αλληλεπίδρασης και προβλέπεται στα πλαίσια ενός ολοκληρωμένου και συνεπούς θεωρητικού οικοδομήματος το οποίο θα περιλαμβάνει τη βαρύτητα σε κβαντισμένη μορφή (Κβαντική βαρύτητα). Σύμφωνα με αυτή την διατύπωση, η βαρυτική αλληλεπίδραση μεταδίδεται μέσω βαρυτονίων και παύει να είναι καμπυλώσεις του χωροχρονικού συνεχούς. Προϋπόθεση και περιορισμός είναι πως, στο κλασσικό όριο, και οι δύο τρόποι πρέπει να παράγουν ταυτόσημα αποτελέσματα.

Το βαρυτόνιο ουσιαστικά αντιπροσωπεύει το κβάντο της βαρυτικής ακτινοβολίας υπό μορφή βαρυτικών κυμάτων όπως αυτά προβλέπονται από την Γενική Σχετικότητα. Η ύπαρξή του δε είναι "αναγκαστική" μετά τον επιτυχή κβαντισμό των υπόλοιπων τριών θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων σε θεωρητικό επίπεδο και την πειραματική τους επαλήθευση.

Εάν υπάρχει, το βαρυτόνιο πρέπει να έχει μηδενική μάζα ηρεμίας (απαραίτητη για την άπειρη ακτίνα δράσης της βαρυτικής αλληλεπίδρασης) και να είναι μποζόνιο με σπιν (spin) ίσο με 2 καθώς, στα πλαίσια της Γενικής Σχετικότητας, η βαρύτητα παρουσιάζεται ως τανυστής πεδίου δεύτερης βαθμίδας. Επίσης, το βαρυτόνιο πρέπει να είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Στα πλαίσια της υπερσυμμετρίας το υπερβαρυτικό φερμιόνιο, το βαρυτίνο (gravitino), έχει σπιν 3/2.

Ενώ γίνονται προσπάθειες σε αρκετές μορφές κβαντικής βαρύτητας, η Θεωρία Χορδών είναι εκείνη που προβλέπει την ύπαρξη του βαρυτονίου και ταυτόχρονα διατυπώνει με ικανοποιητική σαφήνεια τις αλληλεπιδράσεις του. Στην διαταρακτική (perturbative) διατύπωση της θεωρίας Χορδών, το βαρυτόνιο περιγράφεται ως μια κλειστή χορδή με συγκεκριμένη κατάσταση ταλάντωσης πολύ χαμηλής ενέργειας. Μια ολοκληρωμένη μη διαταρακτική (non-perturbative) διατύπωση του βαρυτονίου δεν έχει καταστεί δυνατή, όπως άλλωστε και με τα περισσότερα στοχεία της θεωρίας Χορδών.

Προγράμματα για την εξακρίβωση της ύπαρξης των βαρυτονίων μέσω έμμεσων παρατηρήσεων, όπως πειράματα στοχεύοντας στην παρατήρηση και ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων με τους ανιχνευτές LIGO, VIRGO, GEO 600 και TAMA 300, είναι σε λειτουργία. Επίσης πειράματα Φυσικής υψηλών ενεργειών στον νέο επιταχυντή LHC του CERN θα προσπαθήσουν να δώσουν απαντήσεις για την ύπαρξη (ή όχι) των βαρυτονίων και κατά συνέπεια των επιπλέον διαστάσεων (extra dimensions) όπως προβλέπουν οι θεωρίες Χορδών.

Σημειώσεις

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 The official String Theory site
 LIGO
 VIRGO
 GEO 600
 TAMA 300
 LHC

Φορείς αλληλεπιδράσεων
Μποζόνια