重力子會發光

物理

科學家提出找尋重力子的新方法。

撰文／撰文／伍德（Charlie Wood）
2020-08

只要看得夠深入，任何物體都是顆粒狀。樹木由大量夸克組成，陽光是整束光子，電話經由電子來傳遞訊息。物理學家已經發現物質粒子、光子和多數基本作用力的傳遞子，但至今還沒有實驗找到重力的傳遞子。

許多物理學家都假設，重力必定是經由粒子來傳遞，只是這些無質量的「重力子」與其他粒子的交互作用太過微弱，因此難以偵測。為了確認重力子確實存在，有些理論學家認為，可以在黑洞融合等劇烈重力事件周圍尋找成群出現的重力子。今年3月發表於《物理評論通訊》的分析結果顯示，如此劇烈的事件有可能會把重力子拉離黑洞剪影。

有能量的地方，就有重力。未參與這項研究的美國加州州立大學物理學家辛格列頓（Douglas Singleton）表示，光子（無質量的光能量包）在極稀少的情況下，會自發轉變成重力子。反之亦然，重力子也可以轉變成光子。新的分析結果認為，重力子發出的光子數量是先前研究結果的數十億倍，因此更加容易確認重力子存在。

論文作者、加州大學聖巴巴拉分校物理學家梭爾（Raymond Sawyer）說：「先前估計黑洞融合周圍的重力子強度，很接近能產生可偵測光子的數量。」基於先前研究成果，梭爾知道其他無質量粒子會突然大量改變狀態（所謂的量子破裂現象），因此他借助電腦模型來觀察重力子如何遵循相同模式。模擬結果認為：當重力子聚集得夠密，某些重力子就會轉變成光子爆發。梭爾說：「這就像風暴形成的時候，你幾乎看不見徵兆。直到風暴出現，你才會看到。」......