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新的測量結果證實,無論你身處何處,移動速度有多快,物理定律都適用於迄今探索到的最高能量。對破紀錄的伽馬射線觀測證明了洛倫茲不變性的穩定性,這也是愛因斯坦相對論的一部分,預測了宇宙中任何地方的光速都是恆定一樣的。墨西哥普埃布拉的高海拔切倫科夫天文臺(HAWC),探測到了來自遙遠星系源的伽馬射線,其研究發表在《物理評論快報》​期刊上。​

洛斯阿拉莫斯國家實驗室中子科學與技術小組的天體物理學家、切倫科夫天文臺科學合作組織成員帕特·哈丁(Pat Harding)說:相對論在非常高能量下的行為,對我們周圍的世界有真正的影響,大多數量子引力模型都說,相對論行為將在非常高的能量下崩潰,我們對這種高能光子的觀測,將相對論能量尺度提高了一百倍以上,而且洛倫茲不變性是物理標準模型的重要組成部分。

然而,一些超越標準模型的物理理論表明,洛倫茲不變性可能不會保持在最高能量。如果違反了洛倫茲不變性,許多奇異現象就變成了可能。例如,伽馬射線的傳播速度,可能比常規光速快或慢。如果速度更快,這些高能光子會衰變成較低能量的粒子,因此永遠不會到達地球。切倫科夫天文臺伽馬射線天文臺最新探測到了一些天體物理源,它們產生的光子超過100TeV。

這是可見光能量的一萬億倍,比地球上任何加速器提供的能量都要高得多。由於切倫科夫天文臺能看到這些伽馬射線,它將洛倫茲不變性的尺度擴大了100倍。天文距離探測到更高能的伽馬射線,將允許對相對論進行更嚴格的檢查。隨著切倫科夫天文臺在未來幾年繼續獲取更多資料,並在最高能量下納入洛斯阿拉莫斯領導的探測器和分析技術的改進,將能夠進一步研究這一物理。

由於能量高、距離源遠,天體物理觀測為檢驗洛倫茲不變性破壞(LIV)的可能特徵,提供了獨特的機會。超光速Liv可以使光子在高能下衰變。高海拔切倫科夫天文臺(HAWC)是目前執行在10TeV以上的最靈敏伽馬射線儀器之一,切倫科夫天文臺發現至少有四個天體物理源發出100TeV光子的證據,對於設定的最強限制,這些觀測排除了超光速Liv的能量標度:2.2×10^31eV,超過了普朗克能量的1800倍,比以前的限制提高了1到2個數量級。

圖示:這張複合圖顯示了超高能伽馬射線的天空景象,箭頭指的是四個能量超過100TeV的伽馬射線源,它們來自我們銀河系內(由切倫科夫天文臺合作提供),位於切倫科夫天文臺300個大型水箱的照片上,這些水箱包含靈敏的光探測器,可以測量伽馬射線擊中頭頂10英里以上大氣所產生的粒子雨。

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