中國青年報客戶端北京2月11日電（中青報·中青網記者 邱晨輝）愛因斯坦的相對論認爲，宇宙中物質運動最快的速度是光速，這一限制有沒有可能被打破？來自中國的大科學裝置給出了最新實驗結果。

記者今天從中國科學院高能物理研究所瞭解到，該所負責建設和運行管理大科學裝置——位於四川稻城的高海拔宇宙線觀測站（LHAASO），其合作組科研人員最新利用LHAASO觀測的高能伽馬射線事例對洛倫茲對稱性進行檢驗，該實驗結果將洛倫茲對稱性的破缺能量標度提高約10倍，這是迄今對此類洛倫茲對稱性的最嚴格檢驗，也再次驗證了愛因斯坦相對論時空對稱的正確性。

這一重要研究由中科院高能所研究員畢效軍和中科院紫金山天文臺研究員張毅、袁強合作，帶領博士研究生高林青、陳恩生、趙世平等共同完成，成果論文在最新一期國際學術期刊《物理評論快報》發表。

愛因斯坦的相對論是現代物理學的基石，相對論原理要求物理規律具有洛倫茲對稱性。自愛因斯坦提出相對論後的100多年時間裏，洛倫茲對稱性的正確性已經歷無數的實驗檢驗。然而，描述引力的廣義相對論和描述微觀世界規律的量子力學之間存在着難以調和的矛盾。

畢效軍介紹，理論物理學家爲了把廣義相對論和量子力學統一起來進行了不懈努力，提出弦論、圈量子引力理論等不同理論。這些理論預言洛倫茲對稱性在很高的能量下有可能被破壞，這意味着在高能量下相對論可能需要被修正。因此，在實驗上尋找洛倫茲對稱性破壞的跡象就成爲檢驗相對論、尋找更基本物理規律的一個“突破口”。

根據理論推斷，洛倫茲對稱性破壞只有在所謂的普朗克能標下才顯著，這個能標高達10的19次方GeV，對於人工加速器只能達到約10的4次方GeV能量的今天，在實驗室裏這種破壞產生的效應非常微弱，需要極高的實驗精確度纔可能被測量到，因而難以探測。

畢效軍說，在天體活動中存在非常高能的過程，比如，宇宙中存在能量遠遠高於人造加速器能夠加速的粒子，洛倫茲對稱性破壞在這些高能粒子上的表現會更加顯著，也更容易探測。又如，儘管從天體源發射的粒子帶有非常微弱的洛倫茲對稱性破壞效應，但經過長距離傳播的累積而變得更容易探測，天體物理觀測因而就成爲尋找洛倫茲對稱性破壞的天然實驗室。

作爲我國自主設計建造運行的高海拔大型宇宙線觀測實驗裝置，LHAASO在2021年建設還沒有完成時就探測到目前人類已知最高能量的伽馬射線光子，其能量達到1.4拍（1拍=1000萬億）電子伏，來自遙遠的天鵝座，從而爲探索基本物理規律、嚴格檢驗洛倫茲對稱性正確性提供了難得的機會。

畢效軍告訴記者，洛倫茲對稱性破壞會造成高能量的光子不再穩定，能夠快速衰變爲一對正負電子對或者衰變到3個伽馬光子。合作組研究分析LHAASO的觀測數據顯示，目前的伽馬射線譜到拍電子伏以上都是一直向高能延續，並沒有發現任何高能伽馬事例“神祕”消失的現象，表明洛倫茲對稱性在接近普朗克能標下仍然是正確的。

“這一最新觀測結果再次驗證了洛倫茲對稱性，從而驗證愛因斯坦相對論時空對稱的正確性。”畢效軍說。