Αναζητώντας την επέκταση του Καθιερωμένου Προτύπου: Νέα στοιχεία δεν επιβεβαιώνουν την κατάρρευση του αναλλοίωτου Lorentz

Δύο ανεξάρτητες μελέτες δείχνουν ότι δεν υπάρχουν στοιχεία ότι μια βασική συμμετρία στη σχετικότητα, γνωστή ως αναλλοίωτο Lorentz, καταρρέει. Το αναλλοίωτο Lorentz σημαίνει ότι μια φυσική μέτρηση δεν θα πρέπει να εξαρτάται από την ταχύτητα ή τον προσανατολισμό του συστήματος αναφοράς του εργαστηρίου. Είναι μια βασική συμμετρία στη σχετικότητα και στο Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, όμως ορισμένες ιδέες που προσπαθούν να ενοποιήσουν τις δυο θεωρίες προβλέπουν την κατάρρευσή της. Παρά τις πολυάριθμες μελέτες, ωστόσο, δεν βρέθηκαν στοιχεία ότι η συμμετρία-Lorentz παραβιάζεται. Δυο ομάδες έχουν θέσει, τώρα, μερικούς από τους πιο στενούς περιορισμούς σε τέτοιες παραβιάσεις.

Για να ελέγξουν τη συμμετρία-Lorentz, και οι δυο ομάδες χρησιμοποίησαν το ίδιο θεωρητικό πλαίσιο, που περιγράφει τη συμμετρία για όλα τα σωμάτια και τις δυνάμεις, της βαρύτητας συμπεριλαμβανομένης, από την μεριά των συντελεστών που είναι μηδέν όταν η συμμετρία αντέχει. Όμως παρήγαγαν τους συντελεστές χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν από δυο πολύ διαφορετικούς τύπους πειραμάτων.

Ο Jay Tasson από το Κολλέγιο Carleton, στη Minnesota και οι συνεργάτες ανέλυσαν μετρήσεις που πάρθηκαν κατά τη διάρκεια μερικών ετών με υπεραγώγιμα βαρυτόμετρα (gravimeters) – συσκευές που προσδιορίζουν την τοπική βαρυτική επιτάχυνση με τη μέτρηση της θέσης μιας υπεραγώγιμης σφαίρας που ανυψώνεται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Οι τιμές των συντελεστών που η ομάδα παρήγαγε είναι όλοι σε συμφωνία με μηδέν, όμως σε σύγκριση με προηγούμενες βαρυμετρικές μελέτες, ορισμένες από τις τιμές είναι πάνω από 10 φορές πιο ακριβείς, ενώ άλλες αποκτώνται για πρώτη φορά.

Εν τω μεταξύ, ο Adrien Bourgoin από το Πανεπιστήμιο της Bologna, στην Ιταλία και οι συνάδελφοί του από το Παρατηρητήριο SYRTE στο Παρίσι και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, στο Los Angeles, ανέλυσαν ένα πλούτο δεδομένων 48 ετών από πειράματα [Lunar Laser Ranging] στα οποία δέσμες λέιζερ ανακλώνται από καθρέφτες στην επιφάνεια της Σελήνης για να μετρήσουν την τροχιακή και περιστροφική κίνηση του δορυφόρου. Αυτοί επίσης βρήκαν ότι τα δεδομένα είναι σε συμφωνία με τους συντελεστές μηδέν. Ωστόσο, για ορισμένους συντελεστές, η ακρίβεια είναι 100 έως 1000 φορές καλύτερη από αυτή από τις τρέχουσες εκτιμήσεις.

Πηγή: APS

Περισσότερα στις δημοσιεύσεις:
(1) Superconducting-Gravimeter Tests of Local Lorentz Invariance. Physical Review Letters.
(2) Lorentz Symmetry Violations from Matter-Gravity Couplings with Lunar Laser Ranging. Physical Review Letters.