利用天体物理事件的偏振光对弱等效原理的新检验

爱因斯坦的弱等效原理（WEP）指出，任何自由下落的不带电检验粒子都遵循相同的轨迹，与其内部结构和成分无关。由于光子的偏振被认为是其内部结构的一部分，我们提出，可以利用来自天体物理暂现源（如伽马射线暴（GRBs）和快速射电暴（FRBs））的偏振光子，通过Shapiro时间延迟效应来约束WEP的精度。假设不同偏振光子的到达时间延迟主要归因于Laniakea超星系团的引力势，我们证明，对于GRB 120308A的偏振光学辐射，参数化后牛顿参数 $\gamma$ 值之差的严格上限为 $\Delta\gamma<1.2\times10^{-10}$；对于GRB 100826A的偏振伽马射线辐射，为 $\Delta\gamma<1.2\times10^{-10}$；对于FRB 150807的偏振射电辐射，为 $\Delta\gamma<2.2\times10^{-16}$。这些是对具有不同偏振的多波段光子WEP的首次直接验证。特别是，FRB 150807的结果提供了迄今为止对WEP偏离的最严格限制，将先前基于具有不同能量的蟹状星云脉冲星光子的最佳结果提高了一个数量级。