利用CHIME快速射电暴约束弱等效原理的违背

爱因斯坦的广义相对论（GR）是现代天文学和天体物理学的基础。检验GR基本假设的有效性十分重要。在这项工作中，我们检验弱等效原理（WEP）的一种可能违背，即如果光子速度在不同频率下略有不同，引力场效应可能导致不同频率光子之间的时间延迟。我们使用快速射电暴（FRBs），这是在射电频段探测到的毫秒时标天文暂现源。由于处于宇宙学距离，FRB的累积时间延迟可由FRB源与观测者之间的等离子体以及信号路径上的引力场引起。我们利用后牛顿形式（PPN）参数 Δγ 区分由色散和引力场导致的延迟，该参数定义了单位检验质量引起的空间曲率。我们未探测到FRB的任何时间延迟，但获得了 Δγ 上限的严格约束。对于红移 z = 1.83 ± 0.28、观测频率 ν_obs = 676.5 MHz 的FRB20181117C，分别在 log(Δγ) = −21.58^{+0.10}_{−0.12} 和 log(Δγ/r_E) = −21.75^{+0.10}_{−0.14} 处得到最佳可能约束，其中 r_E 为同一FRB信号中两个光子的能量比。该约束比先前利用FRB得到的约束约好一个数量级，比利用其他宇宙学源得到的任何约束紧五个数量级。