[include(틀:기본입자)]
[include(틀:상대성 이론)]
[목차]
== 개요 ==
중력자([[重]][[力]][[子]], graviton)는 존재 여부가 확인되지 않은, 이론상으로 추측되는 [[게이지 보손]] 입자. [[중력파]]를 매개하는 입자이다. ([[광자]]가 [[전자기파]]를 매개하는 입자인 것과 마찬가지이다.)
== 이론 ==
자연계에 있는 다른 모든 힘들은 성공적으로 양자화가 이루어졌기 때문에 전자기장, 약력장, 강력장과 상호작용하는 [[중력]]장도 양자화된다고 가정하는 것은 자연스럽다. 양자화는 국소적인 위상 변화에 대한 대칭, 다른 말로 [[게이지 장|게이지 대칭]]으로 인해 나타나는 현상이기 때문에 중력의 양자화는 중력의 게이지 이론화를 의미한다. 이러한 중력의 게이지 이론을 가정하면 중력의 게이지 입자, 즉 중력자의 존재가 예상된다. 파동이 양자역학적 교환자 관계를 따르도록 설정하면 파동의 에너지가 특정 에너지의 배수로 정해지는데 이 최소값이 양자이다. 전자기파의 양자가 광자이고, 중력파의 양자가 중력자이다. 즉 모든 에너지는 파동의 형태를 취하고 있고, 파동의 특이점이 '입자'인 것이다. 중력자는 1930년 레온 로젠펠트에 의해 처음으로 게이지 이론적으로 기술되었다. 1939년 [[볼프강 에른스트 파울리]]와 마르쿠스 피에르츠는 중력자의 스핀이 2 라는 것을 수학적, 이론적으로 밝혀낸다. 아쉽게도 현재까지 그리고 앞으로도 오랫동안 중력의 양자화의 실체는 검증되지 않을 것으로 보인다. 중력자의 존재를 힉스 입자처럼 직접 확인하려면 결국 실험으로 검증해야 하는데 이를 위해 필요한 게 원자보다 좁은 영역에 10^^19^^ GeV의 에너지[* 번개 하나의 에너지에 맞먹는 양이다. 혹은 TNT 1톤이 내놓는 에너지 정도의 레벨.]를 집중시켜야 하는 것. 중력파조차 겨우 밝혔지만 같은 실험을 재현하기도 까다로우니 말 다했다. 그렇다고 우주로부터 도움이 되는 신호가 오는 것도 아니니...--외계인 빨--

한편, 이론 쪽 상황을 보자면 아무래도 [[초끈 이론]]이 유명하다. 초끈 이론에서는 자연스럽게 [[스핀(물리학)|스핀]]이 2이며 질량이 0인 입자가 존재하게 되는데, 이를 중력자라 여기고 있다. 이 입자의 존재를 예견한다는 점에서(이것 때문만은 아니지만), 초끈 이론은 네 가지 기본 상호작용을 아우르는 [[모든 것의 이론]]의 후보로 지목된다. 중력의 작용거리가 무한하기 때문에 중력자는 [[질량]], [[색전하]], [[전하]]가 없어 광속으로 움직여야 한다. 색이나 전하값을 가지게 될 경우, 이론적으로 단독 중력자는 존재할 수 없게 된다. 만약 색전하를 띈다면 [[글루온]] 쌍과 같이 쌍을 이루어 움직임으로써 무색이 되거나, 글루온이나 쿼크와 상호작용해야 하는데, 이렇게 될 경우, [[강력]]에 묶여 상호작용 거리에 제한이 생긴다. 전하를 띌 경우에도 [[전자기력]]과 상호작용하기 때문에 마찬가지.[* 더 강력하게, [[https://en.wikipedia.org/wiki/Weinberg%E2%80%93Witten_theorem|와인버그-위튼 정리]] 때문에 중력자는 어떤 입자들의 합성일 수 없다고 말할 수 있다.]

부연설명하자면, 중력자는 물체를 끌어당기는 입자가 아니다. 중력이 본질적으로 물체를 끌어당기는 힘이 아니라는 사실은 [[일반 상대성 이론]]을 통해 검증되어 있다. 중력자가 존재한다면 중력은 시공간이 휘어진 곡률이고, 중력자는 중력을 매개로 나타나는 ''''흔적''''일 뿐이지, 중력 그 자체처럼 시공간이 휘어 있기 때문에 우리가 감각으로 느끼게 되는 '끌어당기는 힘'을 매개하는 것이 아니다.

묘하게도 2016년 LIGO-VIRGO가 검출한 [[중력파]]와 많이들 헷갈려 한다. 그래도 중력파와 같이 중력 혹은 시공간의 왜곡을 어떤 파동과 같은 것으로 기술하기 시작하는 것으로부터 양자화가 시작되는 것인 점을 감안하면 아주 관련이 없다고 할 수 없겠지만 이 중력파만으로 중력의 양자화를 말하기는 어려운 게 사실이므로 중력자와는 엄연히 말해 다르다.
[각주]
[include(틀:문서 가져옴, title=게이지 보손, version=121)]
[[분류:물리학]][[분류:기본 입자]][[분류:보손]][[분류:게이지 보손]][[분류:이론]]