Mocne dowody prawdziwości symetrii Lorentza

Fizycy przeprowadzili najsilniejsze testy prowadziwości symetrii Lorentza, jednej z podstawowych symetrii szczególnej teorii względności. Symetria ta stwierdza, że wynik eksperymentu nie zależy od jego otoczenia, czyli prędkości i kierunku ruchu obserwatorów, co jest istotne przy badaniu obiektów astronomicznych, kierowaniu satelitami, a także w przypadku bardziej abstrakcyjnych wyzwań takich jak ciągłe odkrywanie teorii wielkiej unifikacji.

– To właśnie teorie unifikacje stanowią największy problem, bowiem niemal wszystkie przewidują łamanie symetrii Lorentza – powiedziała Marie-Christine Angonin z Obserwatorium w Paryżu
Aby wykonać lepszą próbę Lorentz symetrii, zespół fizyków z Obserwatorium Paryskiego i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, przeanalizował dane z ostatnich 44 lat z dotyczące użycia laserów mierzących odległość miedzy Ziemią a Księżycem.
Polega to na wysyłaniu impulsów laserowych z stacji na Ziemi do reflektora na Księżycu, od którego światło się odbija i wraca dos stacji. Mierząc czas potrzebny światłu, na odbycie podróży w obie strony ( ok. 2,5 sekundy) można wyznaczyć odległość między Ziemią a Księżycem, z dokładnością do jednego centymetra.
Naukowcy przeanalizowali dane z ponad 20.000 odbitych wiązek laserowych wysyłanych w latach 1969 i 2013 z pięciu stacji zlokalizowanych w różnych miejscach na Ziemi. Czas podróży światła zależy od wielu czynników: od położenia Księżyca na niebie, pogody, pływów, a także od efektów relatywistycznych, które są szczególnie ważne w przypadku symetrii Lorentza.
W celu analizy danych LLR w kontekście Lorentz symetrii, naukowcy najpierw opracowali model zwany księżycową efemerydą, w którym zawarto dziesiątki czynników do obliczania szacunkowego położenia, prędkości i kierunku ruchu Księżyca względem Ziemi w danym momencie. Ramy tego modelu pochodzą z rozszerzenia Modelu Standardowego, obejmującego ogólną teorię względności i model standardowy znany fizyki cząstek elementarnych – przewidujący łamanie symetrii Lorentza.
– Po raz pierwszy, modelowanie układu Ziemia-Księżyc zostało wykonane przy uwzględnieniu Modelu Standardowego -powiedziała Marie-Christine Angonin. – Oznacza to, że równania ruchu modelu standardowego zostały użyte do opisu trajektorii efemerydy oraz światła. To prowadzi nas do uzyskania pełnych i solidne ograniczenia dotyczące współczynników MSP, aw konsekwencji na hipotetycznym łamaniu symetrii Lorentza”.
Ogólnie rzecz biorąc, analiza przeprowadzona przez badaczy wskazuje, że dane są wrażliwe na pewne kombinacje współczynników Modelu Standardowego, ale nie znaleziono dowodów, że wyniki eksperymentów z księżycowymi laserami zależą od prędkości i kierunku jakiegokolwiek układu odniesienia, wskazując na brak łamania symetrii Lorentza. Ze względu na ogrom danych, wyniki dostarczają najpewniejszych znalezionych do tej pory dowodów w dodatku biorących pod uwagę model standardowy. Ogólnie rzecz biorąc, poprawa dokładności oznacza, że każde naruszenie symetrii Lorentza musi być bardzo małe, jeśli w ogóle występuje.

Udostępnij
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz