¿Por qué cuantificar la gravedad necesariamente nos da gravitones?

Se supone que los gravitones son los cuantos del campo gravitacional.

Mi pregunta es, si aún no sabemos cómo cuantificar la gravedad, ¿cómo sabemos que cuantificarla en principio debería darnos gravitones? ¿Qué garantiza eso? Por qué siempre se menciona que los gravitones son los mediadores de la fuerza de la gravedad, aunque todavía no hemos cuantificado la gravedad.

Sé muy poco del tema, así que no responderé, pero la definición de cuantificar una teoría es introducir cuantos, es decir, partículas como excitaciones de un campo. Simplemente llamamos a estas partículas gravitones.

Respuestas (1)

Asociar una partícula con un campo clásico es lo que hace la cuantización , prácticamente por definición. Tome un campo clásico, conviértalo en un operador y encuentre los estados propios de su hamiltoniano. El resultado son estados de partículas, cualquiera que sea la forma que adopte el campo. "Gravitón" es solo el nombre que le damos a esas partículas hipotéticas.

Aunque básicamente es solo un nombre de marcador de posición, podemos deducir algunas propiedades que debería tener el gravitón a partir de las características generales de la cuantización. El tensor métrico de la relatividad general es un tensor de rango 2 que nos dice inmediatamente que el cuanto de campo tendría que ser una partícula de espín 2. El argumento es el mismo que nos dice que un campo escalar tiene asociadas partículas de espín 0, un campo espinor tiene partículas de espín 1/2, etc., y es completamente general con respecto a la forma del campo. Además, el tensor métrico tiene una simetría de calibre, lo que haría que el gravitón sea un bosón de calibre como el fotón. Finalmente, la gravedad parece propagarse a la velocidad de la luz y, por lo tanto, un bosón de calibre que lo media tendría que ser sin masa.

¿Sabes si hay alguna forma hipotética de ajustar los grados de libertad de espín y convertir el gravitón en un fermión? ¿Hay argumentos físicos en contra de eso?
@NikolajK. Reducir el giro del gravitón significaría hacer que la gravitación no sea un campo tensorial, sino algún otro campo. Pero a partir de la Relatividad General podemos ver que la gravedad en realidad es un campo tensorial. La gravedad no puede ser un campo fermiónico, porque los campos fermiónicos no pueden formar campos macroscópicos debido a las reglas de superselección: no puede haber una superposición de varios números de fermiones (lo cual es necesario para formar un campo macroscópico de largo alcance), porque no puede haber más de solo 1 fermión en el mismo estado (principio de exclusión).
Convertir el gravitón en un fermión sería más que un 'retoque'.