¿Perspectivas para la detección de gravitones?

La respuesta corta es no .

Por lo que sé, la primera persona que abordó este problema fue Freeman Dyson; al menos, su nombre es el que ve asociado con la pregunta. Al buscar en Google solo se encuentra este artículo de 2004 que está detrás de un muro de pago, aunque estoy seguro de que encontré las ideas de Dyson en algún momento antes de 2004.

De todos modos, hay una discusión exhaustiva del problema en Can Gravitons Be Detected? por Tony Rothman, Stephen Boughn. Confirman que la respuesta es no en la práctica, aunque sugieren que, en principio, podrían detectarse gravitones.

El problema es que los gravitones interactúan extraordinariamente débilmente con la materia, y simplemente no hay ningún equipo físicamente realista con la sensibilidad para detectar un solo gravitón. Por cierto, el mismo problema significa que es extremadamente improbable que alguna vez podamos observar la producción de un gravitón en un colisionador .

Bueno, los fenomenólogos nunca se dan por vencidos. Aquí hay un artículo revisado por pares que explora el descubrimiento de gravitones en colisionadores futuros, pero no demasiado lejanos.

Todo lo que se necesita son grandes dimensiones adicionales en un modelo teórico de cuerdas, para dar predicciones.

Dos pájaros de un tiro, gravitón y dimensiones extra.

Editar con nueva información :

En el artículo, "Uso de la cosmología para establecer la cuantización de la gravedad", publicado en Physical Review D (20 de febrero de 2014), Lawrence Krauss, cosmólogo de la Universidad Estatal de Arizona, y Frank Wilczek, físico ganador del premio Nobel del MIT y ASU, han propuesto que la medición de cambios diminutos en la radiación cósmica de fondo del universo podría ser una vía para detectar los efectos reveladores de los gravitones.

del resumen:

Argumentamos aquí, sin embargo, que la medición de la polarización del Fondo Cósmico de Microondas debido a un fondo estocástico de ondas gravitacionales de longitud de onda larga de la Inflación en el Universo Temprano establecería firmemente la cuantización de la gravedad.

El experimento BICEP2 mide la polarización y, si las mediciones futuras muestran ondas gravitacionales, se habrá detectado la naturaleza cuantificada de la gravedad y, por lo tanto, de los gravitones.

Mi propia opinión difiere de la opinión general. Yo diría que los gravitones ya han sido detectados porque estoy a favor de usar una definición rigurosa de "detección" que no se base en reglas arbitrarias que hemos inventado. Cualquier argumento sobre "detección" debe discutirse desde las propias leyes de la física. Por lo tanto, rechazo la noción de que la "detección" siempre debería implicar algún experimento tradicional, que en este caso debería implicar algún experimento de dispersión. No se puede demostrar, a partir de las leyes de la física, que esta es la única forma de establecer el hecho de que los gravitones existen.

La existencia de los gravitones se convirtió en una certeza cuando la existencia de las ondas gravitatorias se convirtió en una certeza. Y eso no sucedió cuando LIGO detectó la señal de la fusión del agujero negro, sino mucho antes, cuando se realizaron pruebas de relatividad general en la década de 1960 que confirmaron su validez al menos en el límite del campo débil.

Esto prueba la existencia de los gravitones porque en el momento en que se ha establecido la validez de la Relatividad General en el límite del campo débil, se establece el hecho de que las perturbaciones en la métrica se propagarán como ondas gravitatorias. La mecánica cuántica implica entonces la existencia de gravitones. Ahora, como señala Jerry Schirmer en los comentarios, GR puede romperse antes de que uno alcance el régimen en el que podríamos detectar procesos de gravitón único. Pero los gravitones todavía existen como cuasi-partículas a energías más bajas, y los procesos de un solo gravitón ocurren a esas energías más bajas, solo que no podremos verlo allí debido a problemas técnicos.