El gravitón es la partícula elemental responsable de la «versión» cuántica de gravedad. No ha sido descubierto aún, aunque pocos dudan de su existencia. ¿Qué propiedades tiene?  Debe ser un bosón de espín 2 y como la gravedad parece ser una fuerza de largo alcance, debe tener masa en reposo muy pequeña (billones de veces más pequeña que la del electrón), posiblemente es exactamente cero (igual que parecer ser la del fotón).

En las teorías de la gravedad que tienen más de 4 dimensiones espaciales, el gravitón no tiene masa en reposo, pero su «proyección» en 4 dimensiones, la partícula que observaríamos en laboratorio, puede tener una masa en reposo no nula (técnicamente como partícula de Kaluza-Klein). Nadie ha observado un gravitón masivo, luego tendrá una masa muy grande. El modelo más sencillo es el Lisa Randall y Raman Sundrum, «Large Mass Hierarchy from a Small Extra Dimension,» Phys. Rev. Lett. 83: 3370-3373, 1999 , (ArXiv preprint), un artículo que ha sido citado más de 2930 veces en el ISI WOS, en el que se introduce una única dimensión adicional. ¿Qué límites experimentales inferiores tenemos para la masa de dicho gravitón masivo?

Hasta que no entre en funcionamiento el LHC del CERN, con suerte, el año que viene, tenemos que conformarnos con los resultados del Tevatrón del Fermilab. El detector CDF (Collider Detector at Fermilab) ha publicado un límite inferior de 500 veces la masa del protón para los gravitones de Randall-Sundrum, como nos recuerda el blog italiano en inglés «A Quantum Diaries Survivor» en «Gravitones son más pesados que 500 GeV,» December 23, 2008 . El límite inferior se ha obtenido gracias al estudio de la desintegración de pares de bosones vectoriales Z. De hecho, el estudio es más general. Cualquier partícula elemental neutra X en la que decaigan pares de bosones Z debe tener una masa de tal calibre (exactamente, superior a 491 GeV. La posible detección de dimensiones superiores queda ahora en manos del LHC, aunque yo soy de los inexpertos en el tema que tiene poca experiencia al respecto.

Para los interesados en el fallo del LHC y su posible solución recomiendo (en inglés) la conferencia siguiente y también esta otra. Más de 100 personas del CERN están dedicadas a resolver el problema. Se van a tomar medidas específicas para evitar fallos similares en el futuro. 2008 ha sido el año del LHC y 2009 promete volver a repetir la gesta. Ya veremos.

PS (29 dic 2008): Physical Review Letters ha puesto como acceso gratuito (como Milestone Letters, December 29, 2008 , edited by Martin Blume) los artículos: Lisa Randall, Raman Sundrum, «Large Mass Hierarchy from a Small Extra Dimension,» Phys. Rev. Lett. 83, 3370 (1999) y Lisa Randall, Raman Sundrum, «An Alternative to Compactification,» Phys. Rev. Lett. 83, 4690 (1999). Felices fiestas a todos.