300 TeV 级光子来自 GRB 221009A：对非线性洛伦兹不变性违背的暗示

Carpet-3 空气 shower 数组在 Fermi-GBM 触发后 4536 秒检测到来自 GRB 221009A 方向的 300 TeV 级光子。如果与该伽玛暴的关联是真实的，则提出两个谜题：首先，为何这束光子未被被动背景光吸收？需要超出标准模型的“新物理学”来解释其如何从宇宙距离传播至地球。其次，为何在 LHAASO 观测的 VHE 余辉已经消退时仍检测到该光子？需要一种新型天体物理机制来解释这种延迟。本文表明，洛伦兹不变性违背（LIV），作为某些量子引力理论的低能极限，可同时解决上述两个谜题。它改变粒子相互作用的阈值，改变被动背景的透射性，并引起光子速度的能量相关变化，从而改变光子飞行时间。我们在假设 300 TeV 级光子是 LHAASO 在 TeV 范围内检测到的 VHE 余辉一部分的前提下，考察 LIV 参数空间。我们识别出可行解并对必需的 LIV 能量尺度施加严格的双侧约束。一阶 LIV 似乎与分析该 GRB TeV 余辉所设定的约束不相容。可行解在更高阶次中出现。特别是，通常研究的二阶亚超光速 LIV，$E_{\rm LIV2} = 1.30_{-0.35}^{+0.56} \times 10^{-7} E_{\rm Pl}$（置信水平为 95.4%；$E_{\rm Pl}$ 为普朗克能），与所有观测数据一致。