广义相对论及其引力-电磁场耦合修正项的日系约束及其基本物理学意义

虽然引力的二阶作用唯一确定，但更高阶导数算子也被允许，其系数不由有效场论唯一确定。我们关注一种四阶导数算子，其中黎曼张量直接耦合到电磁场 $a\,R_{\mu\nu\alpha\beta}F^{\mu\nu}F^{\alpha\beta}$。我们计算了相应的Shapiro时延修正，并将其与天鹅探针的数据进行比较。我们以95%置信水平对系数 $a$ 给出观测上限 $|a|<26\,(1000\,\mbox{km})^2$。为此，我们还将其与弱引力猜想（WGC）对引力子和光子四阶算子系数 $a、b$ 的预测边界进行比较；这包括上述项 $a\,R_{\mu\nu\alpha\beta}F^{\mu\nu}F^{\alpha\beta}$ 以及 $b\,F^4$。我们表明，通过使用来自光-光散射测量得到的 $b$ 系数的值，WGC预测的 $a$ 边界为 $a\lesssim 7.8\,(1000\,\mbox{km})^2$。这与上述观测边界一致，但与之密切相关，可在其他观测中进一步探索。