利用蟹状星云脉冲星光学与近红外脉冲检验弱等效原理

弱等效原理指出，引力场中试验粒子的测地线与粒子的组成无关。为约束弱等效原理的违背，我们使用洛杉矶附近桌山天文台的一米望远镜，借助一种在光学（λ ≈ 585 nm）和近红外（λ ≈ 814 nm）两个波段以纳秒时间分辨率探测单光子的仪器，监测蟹状星云脉冲星脉冲的相对到达时间。红外脉冲比可见光脉冲略早到达。我们的三种分析方法给出的延迟及其统计误差为 Δt_obs = 7.41 ± 0.58、0.4 ± 3.6 和 7.35 ± 4.48 微秒（至多约为脉冲周期的 1/4000）。我们将这一差异归因于系统误差，原因是可见光与红外脉冲的形状略有不同。无论该延迟是来自脉冲星本身、由穿过波长相关介质引起，还是由等效原理违背造成，除非这些因素之间存在精细调谐的抵消，我们给出了在这些波长下微分后牛顿参数的首个上限 Δγ < 1.07 × 10^{-10} (3σ)。该结果落在参数空间中一个尚未探索的区域，并补充了来自快速射电暴、伽马射线暴以及先前来自蟹状星云的等效原理违背现有限制。