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在年2月出版的《物理评论快报》上,中科院高能物理研究所的一支研究团队,介绍了如何以最高精度来检验相对论的有效性。
该机构在高海拔宇宙线观测站(LHAASO)的主页写道:“爱因斯坦的相对论认为,宇宙中物质运动最快的速度是光速,这一限制有没有可能被打破?这个问题可以通过洛伦兹对称性的破缺来检验”。
早些时候,位于我国四川稻城的高海拔宇宙线实验LHAASO合作组,利用其观测的高能伽马射线事例,对洛伦兹对称性进行了检验。
论文通讯作者之一、中科院高能物理研究所的毕效军研究院指出:实验期间,LHAASO天文台观测到了世界上能量最高的宇宙伽马射线,而他们也借此机会开展了洛伦兹对称性的检验。
此外中科院紫金山天文台的张毅、袁强研究员也参与了这项实验合作,带领博士研究生高林青、陈恩生、赵世平等对我国LHAASO实验观测的高能伽马射线数据进行了分析,观测结果再次验证了洛伦兹对称性。
与之前的最佳结果相比,新实验将洛伦兹对称性的破缺能量标度提升了大约10倍——这是迄今为止对此类洛伦兹对称性的最严格检验,也再次验证了爱因斯坦相对论“时空对称”(Space-TimeSymmetry)的正确性。
作为现代物理学的基石,爱因斯坦相对论要求物理定律具有洛伦兹对称性。自爱因斯坦提出相对论后的多年时间里,洛伦兹对称性的正确性经历了无数的实验检验。
然而,描述引力的广义相对论和描述微观世界规律的量子力学之间存在着难以调和的矛盾。理论物理学家为了把广义相对论和量子力学统一起来进行了不懈的努力,提出了弦论、圈量子引力理论等不同的理论。
这些理论预言洛伦兹对称性在很高的能量下有可能被破坏,这意味着在高能量下相对论可能需要被修正。因而,在实验上寻找洛伦兹对称性破坏的迹象就成为检验相对论、寻找更基本物理规律的一个“突破口”。
SCITechDaily指出:这些理论预测,洛伦兹对称性很可能在非常高的能量下被打破,意味着相对论可能需要在高能下加以修改。
正因如此,通过寻找洛伦兹对称性破缺的信号来检验相对论、并发展更基本的物理定律,对于回答这个问题也变得至关重要。
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