洛伦兹不变性破坏的天体物理与宇宙学探索

洛伦兹不变性是狭义相对论的基本原则之一，并已通过实验室和天体物理观测得到了广泛检验。然而，许多量子引力模型和超越粒子物理标准模型的理论预言，在接近普朗克能标时会发生洛伦兹不变性破坏（LIV）。本文综述了利用光子、中微子和引力波对洛伦兹不变性破坏的观测与实验检验。大多数使用光子进行 LIV 检验的天体物理测试基于探索谱延迟数据与红移和能量的关联。这些检验主要利用脉冲星、活动星系核（AGN）和伽马射线暴（GRB）等致密天体进行。也有一些基于 GRB 谱延迟观测的 LIV 声称，但这些与从其他 LIV 搜索中获得的最严格限制相冲突。此外，人们还利用来自 GRB 和 AGN 的偏振测量进行了搜索。对于中微子，检验既利用了 MeV 能量段的天体物理观测（来自 SN 1987A），也利用了基于 IceCube 观测、大气中微子和长基线中微子振荡实验的 TeV-PeV 能量段观测。LIV 的宇宙学检验包括利用多种观测探针寻找光速作为红移函数的恒定性，以及在宇宙微波背景观测中寻找双折射。本文将回顾上述所有 LIV 观测检验，包括彼此相互冲突的结果。