Stringent Tests of Lorentz Invariance Violation from LHAASO Observations of GRB 221009A

The LHAASO Collaboration; Zhen Cao; F. Aharonian; Axikegu; Y. X. Bai; Y. W. Bao; D. Bastieri; X. J. Bi; Y. J. Bi; W. Bian; A. V. Bukevich; Q. Cao; W. Y. Cao; Zhe Cao; J. Chang; J. F. Chang; A. M. Chen; E. S. Chen; H. X. Chen; Liang Chen; Lin Chen; Long Chen; M. J. Chen; M. L. Chen; Q. H. Chen; S. Chen; S. H. Chen; S. Z. Chen; T. L. Chen; Y. Chen; N. Cheng; Y. D. Cheng; M. Y. Cui; S. W. Cui; X. H. Cui; Y. D. Cui; B. Z. Dai; H. L. Dai; Z. G. Dai; Danzengluobu; X. Q. Dong; K. K. Duan; J. H. Fan; Y. Z. Fan; J. Fang; J. H. Fang; K. Fang; C. F. Feng; H. Feng; L. Feng

doi:10.1103/PhysRevLett.133.071501

Stringent Tests of Lorentz Invariance Violation from LHAASO Observations of GRB 221009A

High Energy Astrophysical Phenomena 2026-02-17 v3 General Relativity and Quantum Cosmology High Energy Physics - Phenomenology High Energy Physics - Theory

Authors: The LHAASO Collaboration , Zhen Cao , F. Aharonian , Axikegu , Y. X. Bai , Y. W. Bao , D. Bastieri , X. J. Bi , Y. J. Bi , W. Bian , A. V. Bukevich , Q. Cao , W. Y. Cao , Zhe Cao , J. Chang , J. F. Chang , A. M. Chen , E. S. Chen , H. X. Chen , Liang Chen , Lin Chen , Long Chen , M. J. Chen , M. L. Chen , Q. H. Chen , S. Chen , S. H. Chen , S. Z. Chen , T. L. Chen , Y. Chen , N. Cheng , Y. D. Cheng , M. Y. Cui , S. W. Cui , X. H. Cui , Y. D. Cui , B. Z. Dai , H. L. Dai , Z. G. Dai , Danzengluobu , X. Q. Dong , K. K. Duan , J. H. Fan , Y. Z. Fan , J. Fang , J. H. Fang , K. Fang , C. F. Feng , H. Feng , L. Feng , S. H. Feng , X. T. Feng , Y. Feng , Y. L. Feng , S. Gabici , B. Gao , C. D. Gao , Q. Gao , W. Gao , W. K. Gao , M. M. Ge , L. S. Geng , G. Giacinti , G. H. Gong , Q. B. Gou , M. H. Gu , F. L. Guo , X. L. Guo , Y. Q. Guo , Y. Y. Guo , Y. A. Han , M. Hasan , H. H. He , H. N. He , J. Y. He , Y. He , Y. K. Hor , B. W. Hou , C. Hou , X. Hou , H. B. Hu , Q. Hu , S. C. Hu , D. H. Huang , T. Q. Huang , W. J. Huang , X. T. Huang , X. Y. Huang , Y. Huang , X. L. Ji , H. Y. Jia , K. Jia , K. Jiang , X. W. Jiang , Z. J. Jiang , M. Jin , M. M. Kang , I. Karpikov , D. Kuleshov , K. Kurinov , B. B. Li , C. M. Li , Cheng Li , Cong Li , D. Li , F. Li , H. B. Li , H. C. Li , Jian Li , Jie Li , K. Li , S. D. Li , W. L. Li , X. R. Li , Xin Li , Y. Z. Li , Zhe Li , Zhuo Li , E. W. Liang , Y. F. Liang , S. J. Lin , B. Liu , C. Liu , D. Liu , D. B. Liu , H. Liu , H. D. Liu , J. Liu , J. L. Liu , M. Y. Liu , R. Y. Liu , S. M. Liu , W. Liu , Y. Liu , Y. N. Liu , Q. Luo , Y. Luo , H. K. Lv , B. Q. Ma , L. L. Ma , X. H. Ma , J. R. Mao , Z. Min , W. Mitthumsiri , H. J. Mu , Y. C. Nan , A. Neronov , L. J. Ou , P. Pattarakijwanich , Z. Y. Pei , J. C. Qi , M. Y. Qi , B. Q. Qiao , J. J. Qin , A. Raza , D. Ruffolo , A. Sáiz , M. Saeed , D. Semikoz , L. Shao , O. Shchegolev , X. D. Sheng , F. W. Shu , H. C. Song , Yu. V. Stenkin , V. Stepanov , Y. Su , D. X. Sun , Q. N. Sun , X. N. Sun , Z. B. Sun , J. Takata , P. H. T. Tam , Q. W. Tang , R. Tang , Z. B. Tang , W. W. Tian , C. Wang , C. B. Wang , G. W. Wang , H. G. Wang , H. H. Wang , J. C. Wang , Kai Wang , L. P. Wang , L. Y. Wang , P. H. Wang , R. Wang , W. Wang , X. G. Wang , X. Y. Wang , Y. Wang , Y. D. Wang , Y. J. Wang , Z. H. Wang , Z. X. Wang , Zhen Wang , Zheng Wang , D. M. Wei , J. J. Wei , Y. J. Wei , T. Wen , C. Y. Wu , H. R. Wu , Q. W. Wu , S. Wu , X. F. Wu , Y. S. Wu , S. Q. Xi , J. Xia , G. M. Xiang , D. X. Xiao , G. Xiao , Y. L. Xin , Y. Xing , D. R. Xiong , Z. Xiong , D. L. Xu , R. F. Xu , R. X. Xu , W. L. Xu , L. Xue , D. H. Yan , J. Z. Yan , T. Yan , C. W. Yang , C. Y. Yang , F. Yang , F. F. Yang , L. L. Yang , M. J. Yang , R. Z. Yang , W. X. Yang , Y. H. Yao , Z. G. Yao , L. Q. Yin , N. Yin , X. H. You , Z. Y. You , Y. H. Yu , Q. Yuan , H. Yue , H. D. Zeng , T. X. Zeng , W. Zeng , M. Zha , B. B. Zhang , F. Zhang , H. Zhang , H. M. Zhang , H. Y. Zhang , J. L. Zhang , Li Zhang , P. F. Zhang , P. P. Zhang , R. Zhang , S. B. Zhang , S. R. Zhang , S. S. Zhang , X. Zhang , X. P. Zhang , Y. F. Zhang , Yi Zhang , Yong Zhang , B. Zhao , J. Zhao , L. Zhao , L. Z. Zhao , S. P. Zhao , X. H. Zhao , F. Zheng , W. J. Zhong , B. Zhou , H. Zhou , J. N. Zhou , M. Zhou , P. Zhou , R. Zhou , X. X. Zhou , B. Y. Zhu , C. G. Zhu , F. R. Zhu , H. Zhu , K. J. Zhu , Y. C. Zou , X. Zuo

View on arXiv ↗ PDF ↗ DOI ↗

Abstract

On October 9, 2022, the Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) reported the observation of the very early TeV afterglow of the brightest-of-all-time GRB 221009A, recording the highest photon statistics in the TeV band ever from a gamma-ray burst. We use this unique observation to place stringent constraints on an energy dependence of the speed of light in vacuum, a manifestation of Lorentz invariance violation (LIV) predicted by some quantum gravity (QG) theories. Our results show that the 95% confidence level lower limits on the QG energy scales are $E_{\mathrm{QG},1}>10$ times of the Planck energy $E_\mathrm{Pl}$ for the linear, and $E_{\mathrm{QG},2}>6\times10^{-8}E_\mathrm{Pl}$ for the quadratic LIV effects, respectively. Our limits on the quadratic LIV case improve previous best bounds by factors of 5--7.

Keywords

Lorentz invariance violation LHAASO GRB 221009A quantum gravity energy dependence of speed of light TeV afterglow

Cite

@article{arxiv.2402.06009,
title = {Stringent Tests of Lorentz Invariance Violation from LHAASO Observations of GRB 221009A},
author = {The LHAASO Collaboration and Zhen Cao and F. Aharonian and Axikegu and Y. X. Bai and Y. W. Bao and D. Bastieri and X. J. Bi and Y. J. Bi and W. Bian and A. V. Bukevich and Q. Cao and W. Y. Cao and Zhe Cao and J. Chang and J. F. Chang and A. M. Chen and E. S. Chen and H. X. Chen and Liang Chen and Lin Chen and Long Chen and M. J. Chen and M. L. Chen and Q. H. Chen and S. Chen and S. H. Chen and S. Z. Chen and T. L. Chen and Y. Chen and N. Cheng and Y. D. Cheng and M. Y. Cui and S. W. Cui and X. H. Cui and Y. D. Cui and B. Z. Dai and H. L. Dai and Z. G. Dai and Danzengluobu and X. Q. Dong and K. K. Duan and J. H. Fan and Y. Z. Fan and J. Fang and J. H. Fang and K. Fang and C. F. Feng and H. Feng and L. Feng and S. H. Feng and X. T. Feng and Y. Feng and Y. L. Feng and S. Gabici and B. Gao and C. D. Gao and Q. Gao and W. Gao and W. K. Gao and M. M. Ge and L. S. Geng and G. Giacinti and G. H. Gong and Q. B. Gou and M. H. Gu and F. L. Guo and X. L. Guo and Y. Q. Guo and Y. Y. Guo and Y. A. Han and M. Hasan and H. H. He and H. N. He and J. Y. He and Y. He and Y. K. Hor and B. W. Hou and C. Hou and X. Hou and H. B. Hu and Q. Hu and S. C. Hu and D. H. Huang and T. Q. Huang and W. J. Huang and X. T. Huang and X. Y. Huang and Y. Huang and X. L. Ji and H. Y. Jia and K. Jia and K. Jiang and X. W. Jiang and Z. J. Jiang and M. Jin and M. M. Kang and I. Karpikov and D. Kuleshov and K. Kurinov and B. B. Li and C. M. Li and Cheng Li and Cong Li and D. Li and F. Li and H. B. Li and H. C. Li and Jian Li and Jie Li and K. Li and S. D. Li and W. L. Li and X. R. Li and Xin Li and Y. Z. Li and Zhe Li and Zhuo Li and E. W. Liang and Y. F. Liang and S. J. Lin and B. Liu and C. Liu and D. Liu and D. B. Liu and H. Liu and H. D. Liu and J. Liu and J. L. Liu and M. Y. Liu and R. Y. Liu and S. M. Liu and W. Liu and Y. Liu and Y. N. Liu and Q. Luo and Y. Luo and H. K. Lv and B. Q. Ma and L. L. Ma and X. H. Ma and J. R. Mao and Z. Min and W. Mitthumsiri and H. J. Mu and Y. C. Nan and A. Neronov and L. J. Ou and P. Pattarakijwanich and Z. Y. Pei and J. C. Qi and M. Y. Qi and B. Q. Qiao and J. J. Qin and A. Raza and D. Ruffolo and A. Sáiz and M. Saeed and D. Semikoz and L. Shao and O. Shchegolev and X. D. Sheng and F. W. Shu and H. C. Song and Yu. V. Stenkin and V. Stepanov and Y. Su and D. X. Sun and Q. N. Sun and X. N. Sun and Z. B. Sun and J. Takata and P. H. T. Tam and Q. W. Tang and R. Tang and Z. B. Tang and W. W. Tian and C. Wang and C. B. Wang and G. W. Wang and H. G. Wang and H. H. Wang and J. C. Wang and Kai Wang and L. P. Wang and L. Y. Wang and P. H. Wang and R. Wang and W. Wang and X. G. Wang and X. Y. Wang and Y. Wang and Y. D. Wang and Y. J. Wang and Z. H. Wang and Z. X. Wang and Zhen Wang and Zheng Wang and D. M. Wei and J. J. Wei and Y. J. Wei and T. Wen and C. Y. Wu and H. R. Wu and Q. W. Wu and S. Wu and X. F. Wu and Y. S. Wu and S. Q. Xi and J. Xia and G. M. Xiang and D. X. Xiao and G. Xiao and Y. L. Xin and Y. Xing and D. R. Xiong and Z. Xiong and D. L. Xu and R. F. Xu and R. X. Xu and W. L. Xu and L. Xue and D. H. Yan and J. Z. Yan and T. Yan and C. W. Yang and C. Y. Yang and F. Yang and F. F. Yang and L. L. Yang and M. J. Yang and R. Z. Yang and W. X. Yang and Y. H. Yao and Z. G. Yao and L. Q. Yin and N. Yin and X. H. You and Z. Y. You and Y. H. Yu and Q. Yuan and H. Yue and H. D. Zeng and T. X. Zeng and W. Zeng and M. Zha and B. B. Zhang and F. Zhang and H. Zhang and H. M. Zhang and H. Y. Zhang and J. L. Zhang and Li Zhang and P. F. Zhang and P. P. Zhang and R. Zhang and S. B. Zhang and S. R. Zhang and S. S. Zhang and X. Zhang and X. P. Zhang and Y. F. Zhang and Yi Zhang and Yong Zhang and B. Zhao and J. Zhao and L. Zhao and L. Z. Zhao and S. P. Zhao and X. H. Zhao and F. Zheng and W. J. Zhong and B. Zhou and H. Zhou and J. N. Zhou and M. Zhou and P. Zhou and R. Zhou and X. X. Zhou and B. Y. Zhu and C. G. Zhu and F. R. Zhu and H. Zhu and K. J. Zhu and Y. C. Zou and X. Zuo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.06009},
year = {2026}
}

Comments

10pages, 7 figures

Stringent Tests of Lorentz Invariance Violation from LHAASO Observations of GRB 221009A

Abstract

Keywords

Cite

Comments

Related papers