일정한 빛의 속도: 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 고에너지 테스트를 견뎌냅니다.

HAWC 감마선 관측소는 멕시코의 13,500피트 고도에서 우주선을 감지합니다.

HAWC 감마선 관측소는 멕시코 피코 데 오리자바 국립공원의 13,500피트 고도에서 우주선을 감지합니다. 시에라 네그라 화산이 배경으로 크게 보입니다. (이미지 제공: HAWC)





알버트 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 가장 엄격한 테스트 중 하나에서 살아남았습니다.

네덜란드 물리학자 헨드릭 로렌츠의 이름을 따서 명명된 로렌츠 불변성(Lorentz Invariance)이라는 개념은 물리학 법칙이 관찰자에게 동일하다고 주장합니다. 우주 , 그들이 어디에 있든, 얼마나 빨리 움직이든.

로렌츠 불변성은 특수 상대성 이론의 핵심으로, 무엇보다도 다음을 예측합니다. 빛의 속도 진공 상태는 상황에 관계없이 초당 186,282마일(299,791km)입니다.



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이 속도는 과학자들이 지구에서 입자 가속기로 생성할 수 있는 가장 높은 에너지 수준에서 만들어진 모든 측정값에서 실제로 일정합니다. 그리고 그것은 극적인 천체 물리학 현상에 의해 생성된 종류인 훨씬 더 높은 에너지도 보유한다고 새로운 연구 보고서가 보고합니다.

연구팀은 멕시코 푸에블라 주의 화산 어깨에 지어진 300개의 물 탱크 시스템인 HAWC(High Altitude Water Cherenkov) 관측소에서 수집한 데이터를 분석했습니다. 이 탱크 내부의 민감한 감지기는 고에너지 감마선이 분자에 충돌할 때 생성되는 입자의 폭포를 측정합니다 지구의 대기 .



관측소는 가시광선 에너지보다 약 1조 배 높은 100테라전자볼트 이상의 에너지를 가진 광자가 최소 4개의 서로 다른 천체 물리학 소스에서 흘러나오는 증거를 발견했다고 월요일(3월 30일) 온라인에 발표된 새로운 연구 결과가 보고되었습니다. 신문 물리적 검토 편지 .

그것은 매우 강력한 광자조차도 보편적인 속도 제한을 초과하지 않았음을 보여주기 때문에 큰 문제입니다. 그들이 초당 186,282마일보다 빠르게 움직였다면, 그것들은 저에너지 입자로 붕괴되어 물탱크 감지기에 도달하지 못했을 것이라고 연구팀 구성원들은 말했다.

'상대성이론이 매우 높은 에너지에서 행동하는 방식은 우리 주변 세계에 실질적인 영향을 미친다'고 공동 저자이자 HAWC 과학 협력의 일원인 뉴멕시코 로스 알라모스 국립 연구소의 천체 물리학자인 팻 하딩(Pat Harding)은 성명에서 말했다.



'대부분의 양자 중력 모델은 상대성 이론이 매우 높은 에너지에서 무너질 것이라고 말합니다. '그런 고에너지 광자에 대한 우리의 관찰은 상대성 이론이 100배 이상 유지되는 에너지 규모를 증가시킵니다.'

HAWC 데이터는 미래에 이러한 한계를 더욱 확장하여 특수 상대성 이론에 대한 더욱 엄격한 테스트를 제공할 수 있다고 Harding은 말했습니다.

'HAWC가 향후 몇 년 동안 계속해서 더 많은 데이터를 수집하고 Los Alamos 주도의 검출기 및 분석 기술 개선 사항을 최고 에너지로 통합함에 따라 우리는 이 물리학을 훨씬 더 연구할 수 있을 것입니다.'라고 그는 말했습니다.

Mike Wall은 '의 저자입니다. 저 밖에 ' (Grand Central Publishing, 2018, 삽화: 칼 테이트 ), 외계 생명체 검색에 관한 책. 트위터에서 그를 팔로우하세요 @michaeldwall . 트위터에서 팔로우 @Spacedotcom 또는 페이스북 .

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