来自光学偏振测量的各向异性 Lorentz 与 CPT 不变性破坏的 Planck 尺度约束

Lorentz 不变性是 Einstein 狭义相对论的基本对称性，并已在极高的精度上得到了检验。然而，Planck 尺度下的量子引力理论表明，Lorentz 对称性可能在该尺度下被破坏，这促使了进一步的检验。虽然 Planck 能量目前尚无法通过实验达到，但当光子传播足够远的距离时，在可达能量下的微小残余效应可以变得可测量。标准模型扩展 (SME) 是一种描述量子引力理论低能效应的有效场论方法。通过在标准模型 Lagrangian 量中添加额外项，引入了 Lorentz 和 CPT 对称性破坏效应。这些项可以按相应算符的质量维度排序，感兴趣的领头项维度为 d = 5。这些算符的效应是光速随光子能量的线性变化，以及光子线偏振随光子能量的二次旋转，还有各向异性。我们分析了来自 72 个 AGN 和 GRB 的光学偏振数据，并推导出了对 SME 光子 sector 质量维度 d = 5 的所有 16 个系数的首组限制。我们的约束意味着量子引力能量尺度的下限为 Planck 能量的 $10^6$ 倍，这严重限制了任何预测光子偏振随能量二次旋转的理论的相空间。