四川在线记者 阚莹莹

100多年前，爱因斯坦创立相对论。

爱因斯坦的狭义相对论有一个基本假定，即洛伦兹不变性。其原理要求，物理规律具有洛伦兹对称性。

但是，洛伦兹对称性真的是恒定存在的吗？有些科学家可能不这么认为。

在过去100多年时间里，洛伦兹对称性的正确性虽然经历了无数实验的检验，但一些理论物理学家提出了弦论、圈量子引力理论等不同的理论。这些理论预言，洛伦兹对称性在很高的能量下，有可能被破坏，即存在洛伦兹不变性破缺。

例如，我们都知道，根据爱因斯坦相对论，光子在真空中的传播速度是不变的。但是，一些量子引力模型认为，在微观尺度下的时空不再是连续的，而是呈现离散的量子化“泡沫”结构。泡沫化的量子时空在局域上破坏严格的洛伦兹不变性，从而导致光子在真空中的传播速度不再是不变的，而是跟光子的能量有关。

这也意味着，在高能量下，相对论可能需要被修正。

要证明洛伦兹对称性的正确性，就需要证明在很高的能量下，光子的传播速度与能量无关。现在，在四川甘孜州稻城县，海拔4410米的海子山上，中国“拉索”为实现上述验证提供了绝佳平台。

量子化时空破坏洛伦兹不变性，导致不同能量光子的真空传播速度有微弱差异。图片来源于紫金山天文台

8月22日，记者从中国科学院高能物理研究所获悉，国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站国际合作组利用迄今最亮伽马暴（编号：GRB 221009A）的高能辐射，对洛伦兹不变性破缺进行了严格检验。相关研究成果于8月15日发表在（Physical Review Letters）《物理评论快报》上，并被美国物理学会Physics网站特别报道。

2022年10月9日，“拉索”成功探测到来自迄今最亮伽马暴的高能光子。伽马暴是来自天空中某一方向的伽马射线突然增强的闪烁现象，是宇宙大爆炸之后最剧烈的爆炸现象，也是天文学家研究天体物理规律和宇宙演化的一个重要对象。

“通过观测我们发现，伽马暴并不是想象中向四面八方投射出光子，而是呈现一个锥形。最亮伽马暴GRB221009A以仅有0.8度的发射角，刚好投射向地球。结合它的距离、能量，国际专家认为，如此强的爆发事件上千年甚至上万年才发生一次。”中国科学院高能物理研究所姚志国研究员说，能够成功观测到此伽马暴，是后续成果能够达成的关键。

通过这次观测，“拉索”捕捉到约65000个能量范围在几百GeV（GeV：十亿电子伏特）到十几TeV（TeV：万亿电子伏特）的高能光子，首次精确测量了伽马暴甚高能余辉辐射的全过程，打破了来自于伽马暴的光子最高能量纪录。“拉索”合作组通过细致分析这些观测数据，发现不同能量光子之间不存在到达时间延迟的现象，从而给出了洛伦兹不变性破缺的严格限制。

“‘拉索’对此伽马射线暴的观测事例数样本非常丰富，这是当前国际上基于真空色散实验方法，对洛伦兹不变性的最严格检验。”姚志国说，这次结果也在更高的精度上，验证了爱因斯坦相对论的时空对称性。

另据透露，不久前，“拉索”合作组对重暗物质粒子所产生的高能伽马射线信号进行搜寻，并给出暗物质粒子性质最严格的限制，相关成果同样发表在（Physical Review Letters）《物理评论快报》，也同样被选为高亮（highlights）文章。

现有理论认为，矮星系主要成分由暗物质组成，是搜寻暗物质粒子理想对象。这次研究中，“拉索”搜寻了银河系附近的16个矮星系，通过探测暗物质粒子相互碰撞并湮灭产生出的伽马射线来寻找它们的踪迹。探测结果并没有发现暗物质所产生的高能伽马射线信号，这表明暗物质之间的相互作用非常微弱，进而对质量大于10 TeV的暗物质粒子属性给出最强烈的限制。