中國天文學家在伽瑪射線暴能譜時延對洛倫茲不變性破缺的最新檢驗

洛倫茲不變性破缺理論模型的最佳擬合曲線
中國科學院紫金山天文台高能時域天文團組利用伽瑪射線暴GRB 160625B的能譜時延拐折特徵對洛倫茲不變性破缺(Lorentz invariance violation)進行了最新檢驗。

洛倫茲不變性是愛因斯坦狹義相對論的基本假定,即在非加速坐標系中系統作洛倫茲變換(旋轉和平移)其相關的物理規律不變。但是,一些試圖統一量子力學和廣義相對論的量子引力模型預言,洛倫茲不變性的假設在普朗克能標或者尺度上需要被打破,即所謂的洛倫茲不變性破缺。一些量子引力模型認為在微觀尺度上(通常認為是普朗克尺度,約10的負35次方米)時空不再平滑,而是呈現離散的量子化泡沫結構。這樣的量子時空等效於一種色散介質:能量高的光子在其中穿行的速度比能量低的光子要小一點點。因此,洛倫茲不變性破缺會導致光子在真空中的傳播速度不再是光速,而是跟光子的能量有關,而且能量越高的光子受時空量子化泡沫結構的影響越大。假設在發射源所有光子同時發出,則利用探測到的不同能量光子的到達時間差,我們可以推算出量子引力能標或者其下限。

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