支持等效原理推广至电磁场的实验证据

假定任何实验都无法区分加速度与重力的等效原理，在具有相同的被动引力质量与惯性质量之比 $m_p/m_i$ 的粒子族内有效。目前的实验观测表明我们生活在一个具有单一粒子族且 $m_p/m_i=1$ 的宇宙中，但如果我们考虑一个具有若干 $m_p/m_i$ 不同的粒子族的假想宇宙，等效原理仍会分别适用于其中每一个族。基于这一广义化的等效原理表述——它相对于粒子集合而言是相对的，我们称之为单粒子等效原理——可以证明，惯性系也可针对在均匀电场和/或磁场中加速的、具有相同荷质比 $q/m_i$ 的带电粒子集合而建立（类比于粒子在均匀引力场中自由下落的情形）。本文给出了支持所提出的将等效原理推广至电场的实验证据。这些包括 Witteborn-Fairbank 实验（其揭示电子在地球引力场中不下落），以及众所周知的事实：电荷在均匀引力场中自由下落时，或在被均匀电场加速时，均不辐射。旋转超导体中的 London 矩也支持所提出的等效原理推广。本文还简要展望了在未来探索该理论方案在弯曲时空范式下统一电磁学与引力之推论的前景。