“Lasso” verifica la corrección de la simetría relativista del espacio-tiempo

by Eric
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La teoría de la relatividad de Einstein cree que la velocidad más rápida de la materia en el universo es la velocidad de la luz ¿Es posible romper este límite? Este problema se puede probar rompiendo la simetría de Lorentz.

Recientemente, “Physical Review Letters” publicó en línea los últimos resultados de pruebas de experimentos científicos en mi país. “Usando eventos de rayos gamma de alta energía observados por el Observatorio de Rayos Cósmicos de Gran Altitud ‘Lasso’ (LHAASO) en Daocheng, Sichuan, los investigadores del grupo de colaboración LHAASO examinaron la simetría lorentziana. La escala de energía de ruptura se mejora unas 10 veces, lo que es la prueba más rigurosa de la simetría de Lorentz hasta el momento, y una vez más verifica la exactitud de la simetría del espacio-tiempo de la teoría de la relatividad de Einstein”. 10 de febrero, miembro del grupo cooperativo LHAASO, artículo Bi Xiaojun, investigador del Instituto de Alta Energía , dijo la Academia China de Ciencias, uno de los autores correspondientes.

Esto significa que la velocidad de la luz es la velocidad más rápida de la materia en el universo, y este límite no se puede romper.

Entonces, ¿qué tiene que ver la simetría de Lorentz con la relatividad?

La teoría de la relatividad de Einstein es la piedra angular de la física moderna. El principio de la relatividad requiere que las leyes de la física tengan simetría de Lorentz. En los más de 100 años desde que Einstein propuso la teoría de la relatividad, la exactitud de la simetría de Lorentz ha sido objeto de numerosas pruebas experimentales.

Sin embargo, existe una contradicción irreconciliable entre la relatividad general, que describe la gravedad, y la mecánica cuántica, que describe las leyes del mundo microscópico. Los físicos teóricos han realizado incansables esfuerzos para unificar la relatividad general y la mecánica cuántica, y han propuesto diferentes teorías, como la teoría de cuerdas y la teoría de la gravedad cuántica de bucles. “Estas teorías predicen que la simetría de Lorentz puede romperse a energías muy altas, lo que significa que es posible que sea necesario revisar la teoría de la relatividad a energías altas”, explicó Bi Xiaojun.

Por lo tanto, la búsqueda de signos de ruptura de la simetría de Lorentz en los experimentos se ha convertido en un “gran avance” para probar la teoría de la relatividad y encontrar leyes físicas más básicas.

Sin embargo, de acuerdo con las inferencias de estas teorías, la ruptura de la simetría de Lorentz solo es significativa en la llamada escala de energía de Planck, que es tan alta como 1019GeV (1GeV = mil millones de electronvoltios).

“En el acelerador artificial de hoy en día, solo puede alcanzar una energía de aproximadamente 104 GeV, en el laboratorio, el efecto de este tipo de destrucción es muy débil y requiere una precisión experimental extremadamente alta para medirse, por lo que es difícil de detectar”, dijo Bi Xiaojun, pero en el Hay procesos de muy alta energía en las actividades de los cuerpos celestes. Por ejemplo, hay partículas en el universo con energía mucho más alta que la energía que pueden acelerar los aceleradores artificiales. El desempeño de la ruptura de la simetría de Lorentz en estos altos -Las partículas de energía serán más significativas y más fáciles de detectar. Para otro ejemplo, aunque las partículas emitidas desde fuentes celestes tienen efectos de ruptura de simetría lorentziana muy débiles, la acumulación a largas distancias se vuelve más fácil de detectar. Por lo tanto, las observaciones astrofísicas se han convertido en un laboratorio natural para encontrar la ruptura de la simetría de Lorentz.

LHAASO es un experimento de observación de rayos cósmicos diseñado, construido y operado de forma independiente por mi país. Durante el proceso de construcción en 2021, se detectarán los fotones de rayos gamma de mayor energía conocidos por los seres humanos, con una energía de 1,4 petaelectrones voltios (1 peta-electronvolt = 1000 trillones de electronvoltios), mientras establece nuevos récords, también brinda una rara oportunidad de explorar las leyes físicas básicas y probar estrictamente la corrección de la simetría de Lorentz.

La simetría de Lorentz rota hará que los fotones de alta energía se vuelvan inestables y decaigan rápidamente en un par positrón-electrón o tres fotones gamma.

“En otras palabras, los fotones de alta energía desaparecen automáticamente durante su viaje a la Tierra. Para los observadores en la Tierra, aunque la fuente celeste haya emitido fotones de mayor energía, medimos la energía fotónica del objeto celeste. El espectro se corta repentinamente. en esta energía específica”, explicó Bi Xiaojun.

Los datos de observación de LHAASO muestran que el espectro de rayos gamma actual continúa con una energía alta por encima del petatronvoltio, y no se ha encontrado ningún fenómeno de desaparición “misteriosa” de ningún evento gamma de alta energía. “Esto muestra que la simetría de Lorentz sigue siendo correcta cuando está cerca de la escala de energía de Planck”, dijo Bi Xiaojun con firmeza.

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