Moderne Tests der Lorentzinvarianz

Moderne Tests der Lorentzinvarianz

Moderne Tests der Lorentzinvarianz dienen zur Überprüfung der grundlegenden Aussagen der speziellen Relativitätstheorie bzw. des Äquivalenzprinzips der allgemeinen Relativitätstheorie. Eine wesentliche Motivation dieser Experimente sind mögliche Verletzungen der Lorentzinvarianz, die aus diversen Variationen der Quantengravitation oder anderen Alternativen zur speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie folgen könnten. Die mit der Lorentzinvarianz zusammenhängenden Effekte betreffen vor allem das Relativitätsprinzip, die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen, und die damit verbundenen Aussagen des Standardmodells der Teilchenphysik.

Mögliche Verletzungen der Lorentzinvarianz werden durch Testtheorien der speziellen Relativitätstheorie oder effektive Feldtheorien (EFT) wie die Standardmodellerweiterung (SME) theoretisch dargelegt. Hier wird das Standardmodell als grundsätzlich gültig angesehen, jedoch Lorentzverletzende Effekte können darin durch Annahme eines bevorzugten Bezugssystems graduell eingeführt werden. Beispielsweise würden Verletzungen der Dispersionsrelation zu einer Abweichung zwischen der Lichtgeschwindigkeit und der Grenzgeschwindigkeit der Materie führen. Daneben gibt es auch die doppelt-spezielle Relativitätstheorie, worin die Invarianz der Planck-Energie ein zusätzliches Postulat neben der Lichtkonstanz darstellt, und die kein bevorzugtes Bezugssystem enthält. Die Lorentzverletzenden Aussagen dieses Modells sind allerdings quantitativ noch nicht so ausgearbeitet wie die der anderen Testtheorien.

Es wurden sowohl terrestrische als auch astronomische Experimente (an Photonen, Nukleonen, Elektronen, Neutrinos, etc.) durchgeführt. In den veröffentlichten Arbeiten konnte bislang keine Verletzung der Lorentzinvarianz festgestellt werden, und Ausnahmefälle, bei denen positive Ergebnisse vermeldet wurden, konnten bislang nicht bestätigt werden. Für eine detaillierte Übersicht, siehe Mattingly (2005),[1] und für detaillierte Datenangaben, siehe Kostelecký & Russell (2011).[2] Für einen allgemeinen Überblick, siehe Tests der speziellen Relativitätstheorie.

Inhaltsverzeichnis

Isotropie der Lichtgeschwindigkeit

Experimente mit optischen Resonatoren, mit denen Abweichungen von der Isotropie der Lichtgeschwindigkeit überprüft werden, können als moderne Varianten des Michelson-Morley-Experiments (zur Messung der Richtungsabhängigkeit) bzw. des Kennedy-Thorndike-Experiments (Messung der Geschwindigkeitsabhängigkeit) aufgefasst werden. Ausgewertet werden diese Experimente häufig mit der Robertson-Mansouri-Sexl-Testtheorie (RMS), die eine Unterscheidung zwischen Richtungs- und Geschwindigkeitsbedingten Anisotropien erlaubt. Die aktuelle Genauigkeit, mit der eine Abweichung von der Lichtgeschwindigkeit ausgeschlossen werden kann, liegt bei 10 − 17, bezogen auf die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Sonnensystem und dem Ruhesystem der kosmischen Hintergrundstrahlung von ca. 368 km/s.

Richtungsabhängigkeit
Autor Jahr RMS-Grenzen Anisotropie von c
Herrmann et al.[3] 2009 \scriptstyle(4\pm8)\times10^{-12}
\scriptstyle\lesssim10^{-17}
Eisele et al.[4] 2009 \scriptstyle(-1.6\pm6\pm1.2)\times10^{-12}
Müller et al.[5] 2007
\scriptstyle\lesssim10^{-16}
Stanwix et al.[6] 2006 \scriptstyle9.4(8.1)\times10^{-11}
Herrmann et al.[7] 2005 \scriptstyle(-2.1\pm1.9)\times10^{-10}
Stanwix et al.[8] 2005 \scriptstyle-0.9(2.0)\times10^{-10}
Antonini et al.[9] 2005 \scriptstyle(+0.5\pm3\pm0.7)\times10^{-10}
Wolf et al.[10] 2004
\scriptstyle\lesssim10^{-15}
Wolf et al.[11] 2004 \scriptstyle(+1.2\pm2.2)\times10^{-9}
Müller et al.[12] 2003 \scriptstyle(+2.2\pm1.5)\times10^{-9}
Wolf et al.[13] 2003 \scriptstyle(+1.5\pm4.2)\times10^{-9}
Brillet & Hall[14] 1979 \scriptstyle\leq3.2\times10^{-9}
Geschwindigkeitsabhängigkeit
Autor Jahr RMS-Grenzen
Tobar et al. [15] 2009 \scriptstyle\leq-4,8(3,7)\times10^{-8}
Wolf et al.[16] 2004 \scriptstyle\leq(3.7\pm3.0)\times10^{-7}
Braxmeier et al.[17] 2002 \scriptstyle\leq(1.9\pm2.1)\times10^{-5}
Hils and Hall[18] 1990 \scriptstyle\leq6.6\times10^{-5}

Zeitdilatation

Die klassischen Experimente zum Nachweis der Zeitdilatation bzw. des relativistischen Dopplereffekts, wie das Ives-Stilwell-Experiment, die Mößbauer-Rotor-Experimente, und die Zeitdilatation bewegter Teilchen, werden ebenfalls wiederholt. Dabei werden beispielsweise Lithium-Ionen in Speicherringen verwendet. Sogar bei alltäglichen Geschwindigkeiten von 36 km/h konnten Chou et al. (2010) eine entsprechende Frequenzverschiebung von ∼10 − 16 aufgrund der Zeitdilatation messen.[19]

Autor Jahr Geschwindigkeit Max. Abweichung
von der Zeitdilatation
Novotny et al.[20] 2009 0,34c \scriptstyle \leq1.3\times10^{-6}
Reinhardt et al.[21] 2007 0,064c \scriptstyle \leq8.4\times10^{-8}
Saathoff et al.[22] 2003 0,064c \scriptstyle \leq2.2\times10^{-7}
Grieser et al.[23] 1994 0,064c \scriptstyle \leq1,1\times10^{-6}

Uhrenanisotropie

Hauptartikel: Hughes-Drever-Experiment

Diese meist als Hughes-Drever-Experimente bezeichneten Experimente untersuchen Abweichungen von der Lorentzinvarianz bei Protonen, und Neutronen. Es werden dabei Untersuchungen des Energieniveaus durchgeführt, wobei Anisotropien in den Frequenzen („Uhren“) festgestellt werden können, welche beispielsweise durch das Vorhandensein eines bevorzugten Bezugssystems gemäß SME auftreten sollten. Diese Experimente gehören dabei zu den präzisesten überhaupt, da Abweichungen von bis zu 10 − 33 GeV feststellbar wären. Durch Benutzung von spinpolarisierten Torsionswaagen konnten entsprechende Grenzen auch bei Elektronen erreicht werden.

Autor Jahr SME-Anisotropie in GeV
Proton Neutron
Smiciklas et al.[24] 2011 10−29
Gemmel et al.[25] 2010 10−32
Brown et al.[26] 2010 10−32 10−33
Altarev et al.[27] 2009 10−20
Wolf et al.[28] 2006 10−25
Canè et al.[29] 2004 10−32
Humphrey et al.[30] 2003 10−27
Walsworth et al.[31] 2000 10−27 10−31
Bear et al.[32] 2000 10−31
Berglund et al.[33] 1995 10−27 10−30
Chupp et al.[34] 1989 10−27
Lamoreaux et al.[35] 1989 10−29
Prestage et al.[36] 1985 10−27
Elektron
Autor Jahr SME-Anisotropie
in GeV
Heckel et al.[37] 2008 10−31
Heckel et al.[38] 2006 10−30
Hou et al.[39] 2003 10−29
Humphrey et al.[30] 2003 10−27
Phillips et al.[40] 2000 10−27
Berglund et al.[33] 1995 10−27
Wang et al.[41] 1993 10−27
Wineland et al.[42] 1991 10−25
Phillips[43] 1987 10−27

Antimaterietests

Die Lorentz-Invarianz ist eng verknüpft mit der CPT-Symmetrie, aus der u.a. eine strenge Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie folgt. Dabei sind folgende Faktoren von Bedeutung: Die verwendete Teilchenart, die elektromagnetischen, gravitativen, und nuklearen Felder, die das System bestimmen, und auch Rotation und Orbit der Erde müssen berücksichtigt werden.

Solche Effekte können beispielsweise mit Penning-Fallen festgestellt werden. Dabei werden einzelne, geladene Teilchen und deren antimaterielle Gegenstücke festgehalten. Dazu werden ein starkes Magnetfeld, um die Teilchen nahe der Zentralachse zu halten, und ein elektrisches Feld, das die Teilchen entsprechend ausrichtet, sollten sie zu weit entlang der Achse verstreut sein, benutzt. Die Bewegungsfrequenzen der festgehaltenen Teilchen können mit erheblicher Präzision überwacht und gemessen werden. Gabrielse et al. (1999) führten Proton-Antiproton-Messungen durch. Dabei wurden die Zyklotronfrequenzen der festgehaltenen Teilchen verglichen, wobei eine Genauigkeit von 9\cdot10^{-11} erreicht wurde.[44] Hans Dehmelt et al. (1999) überprüften mit Penningfallen die Anomaliefrequenzen, welche eine wichtige Rolle in der Messung des gyromagnetischen Verhältnisses des Elektrons spielt, wobei die maximale Abweichung auf 10−24 GeV eingegrenzt werden konnte.[45] [46]

Daneben werden auch Tests an Myonen durchgeführt. Da die Lebenszeit von Myonen nur wenige Millisekunden beträgt, unterscheiden sich diese Experimente erheblich von denen mit Elektronen und Positronen. Hughes et al. (2001) veröffentlichten Daten über deren Suche nach siderischen Signalen im Spektrum von Myonium. Es konnten keine Abweichungen von der Lorentzinvarianz gefunden werden, wobei die maximale Grenze dafür auf 2\cdot10^{-23} eingegrenzt werden konnte.[47] Die "Muon g−2"-Gruppe des Brookhaven National Laboratory forschte nach Abweichungen in den Anomaliefrequenzen von Myonen und Antimyonen. Ebenso suchten sie nach siderischen Variationen unter Berücksichtigung der Orientierung der Erde relativ zu einem sonnenzentrierten Inertialsystem. Auch hier konnten keine Abweichungen von der Lorentzinvarianz gefunden werden.[48]

Astronomische Photonentests

Dispersion

Neben den oben erwähnten terrestrischen Resonatorexperimenten wird in astronomischen Experimenten u.a. die Dispersion, also die Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Lichts entfernter Lichtquellen von seiner Energie bzw. Frequenz untersucht, wie sie beispielsweise gemäß einiger Quantentheorien der Gravitation auftreten könnte. Gewöhnlich wird angenommen, dass wenn Abweichungen auftreten, dann sollten diese bei Photonenenergien beginnend ab der Planck-Energie = \sim1.22\times10^{19} GeV messbar werden. In folgenden Arbeiten wurde bei Untersuchungen von Gammablitzen und anderen astronomischen Quellen nach solchen Abweichungen gesucht. Es konnte allerdings, bei immer größerer Genauigkeit, keine Energieabhängigkeit bzw. Verletzungen der Lorentzinvarianz festgestellt werden, wobei die Fermi-Gruppe[49] sogar Photonenenergien von bis zu 31 GeV untersuchte. Da es in diesem Bereich längst zu Abweichungen hätte kommen müssen, ist diese Klasse von Theorien der Quantengravitation praktisch ausgeschlossen.

Name Jahr Untere Grenze in GeV
Fermi-LAT-GBM-Gruppe[49] 2009 \scriptstyle \geq1.46\times10^{19}
H.E.S.S.-Gruppe[50] 2008 \scriptstyle \geq7.2\times10^{17}
MAGIC-Gruppe[51] 2007 \scriptstyle \geq0.21\times10^{18}
Lamon et al.[52] 2008 \scriptstyle \geq3.2\times10^{11}
Martinez et al.[53] 2006 \scriptstyle \geq0.66\times10^{17}
Ellis et al.[54][55] 2006/8 \scriptstyle \geq1.4\times10^{16}
Boggs et al.[56] 2004 \scriptstyle \geq1.8\times10^{17}
Ellis et al.[57] 2003 \scriptstyle \geq6.9\times10^{15}
Ellis et al.[58] 2000 \scriptstyle \geq10^{15}
Schaefer[59] 1999 \scriptstyle \geq2.7\times10^{16}
Biller[60] 1999 \scriptstyle >4\times10^{16}
Kaaret[61] 1999 \scriptstyle >1.8\times10^{15}

Doppelbrechung

Durch Verletzungen der Lorentzinvarianz (wie beispielsweise beim Vorhandensein eines bevorzugten Bezugssystems) könnte es auch zu Doppelbrechung im Vakuum und Paritätsverletzungen kommen. Geforscht wird nach den damit zusammenhängenden Abweichungen der Polarisation von Photonen, beispielsweise der Drehung der Polarisationsebene durch Geschwindigkeitsunterschiede zwischen rechts- und linkspolarisierten Photonen. Hierbei werden Gammablitze, Galaxienstrahlung, und die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung überprüft. Folgende Arbeiten enthalten einige durch die Standardmodellerweiterung vorgegebenen Koeffizenten k_{(V)00}^{(3)} bzw. k_{(V)00}^{(5)} (letzteres entspricht dem Ausdruck ξ in einer anderen EFT-Testtheorie[62]) für Lorentzverletzungen durch Doppelbrechung, wobei 3 bzw. 5 die benutzten Massendimensionen darstellen. Bislang wurden keine Verletzungen der Lorentzinvarianz festgestellt.

Name Jahr SME-Grenzen EFT-Grenzen
Laurent et al.[63] 2011 \scriptstyle k_{(V)00}^{(5)}\leq1.9\times10^{-33} GeV-1 \scriptstyle \xi\leq1.1\times10^{-14}
Stecker[62] 2011 \scriptstyle k_{(V)00}^{(5)}\leq4.2\times10^{-34} GeV-1 \scriptstyle \xi\leq2.4\times10^{-15}
Kostelecký et al.[64] 2009 \scriptstyle k_{(V)00}^{(5)}\leq1\times10^{-32} GeV-1 \scriptstyle \xi\leq9\times10^{-14}
QUaD Collaboration[65] 2008 \scriptstyle k_{(V)00}^{(3)}\leq2\times10^{-43} GeV
Kostelecký et al.[66] 2008 \scriptstyle k_{(V)00}^{(3)}=(2.3\pm5.4)\times10^{-43} GeV
Maccione et al.[67] 2008 \scriptstyle k_{(V)00}^{(5)}\leq1.5\times10^{-28} GeV-1 \scriptstyle \xi\leq9\times10^{-10}
Komatsu et al.[68] 2008 \scriptstyle k_{(V)00}^{(3)}=(1.2\pm2.2)\times10^{-43} GeV
Kahniashvili et al.[69] 2008 \scriptstyle k_{(V)00}^{(3)}\leq2.5\times10^{-43} GeV
Xia et al.[70] 2008 \scriptstyle k_{(V)00}^{(3)}=(2.6\pm1.9)\times10^{-43} GeV
Cabella et al.[71] 2007 \scriptstyle k_{(V)00}^{(3)}=(2.5\pm3.0)\times10^{-43} GeV
Fan et al.[72] 2007 \scriptstyle k_{(V)00}^{(5)}\leq3.4\times10^{-26} GeV-1 \scriptstyle \xi\leq2\times10^{-7}
Feng et al.[73] 2006 \scriptstyle k_{(V)00}^{(3)}=(6.0\pm4.0)\times10^{-43} GeV
Gleiser et al.[74] 2001 \scriptstyle k_{(V)00}^{(5)}\leq8.7\times10^{-23} GeV-1 \scriptstyle \xi\leq2\times10^{-4}
Carroll et al.[75] 1990 \scriptstyle k_{(V)00}^{(3)}\leq2\times10^{-42} GeV

Vakuum-Tscherenkow-Effekt

Dispersionsabhängige Lorentzverletzungen, die bei Überschreiten einer bestimmten Schwellenergie auftreten können, würden gemäß EFT und SME dazu führen, dass die Grenzgeschwindigkeit von Teilchen die eine Ladungsstruktur besitzen (wie Protonen, Elektronen, Neutrinos), und Photonen unterschiedlich ausfällt. Abhängig davon, welche von diesen Teilchenarten Überlichtgeschwindigkeit erreicht, können Prozesse auftreten, welche ansonsten nicht möglich wären:[76][77]

  • Photonenzerfall, wenn die Geschwindigkeit der Photonen größer als die Grenzgeschwindigkeit anderer Teilchen ist. Die Photonen zerfallen in sehr kurzer Zeit in verschiedene Teilchen, was bedeutet, dass hochenergetisches Licht aus sehr großen Entfernungen die Erde nicht mehr erreichen könnte. Das bloße Vorhandensein von hochenergetischem Licht aus entfernten astronomischen Regionen schränkt mögliche Unterschiede zwischen der Lichtgeschwindigkeit und der Grenzgeschwindigkeit anderer Teilchen ein.
  • Vakuum-Tscherenkow-Effekt, wenn die Grenzgeschwindigkeit geladener Teilchen größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. Hier kann es zur Emission von Bremsstrahlung in verschiedenen Formen kommen bis die Schwellenenergie unterschritten und damit wieder Unterlichtgeschwindigkeit erreicht wird. Dies ist analog zur bekannten Tscherenkow-Strahlung in Medien, in dem sich Teilchen schneller bewegen als die Phasenlichtgeschwindigkeit in diesem Medium. Lorentzverletzungen aufgrund dieses Effektes können eingeschränkt werden, wenn Teilchen wie beispielsweise ultrahochenergetische kosmische Strahlung (UHECR) aus entfernten astronomischen Regionen auf der Erde ankommen. Je größer die Energie, desto geringer die Möglichkeit von Abweichungen ihrer Grenzgeschwindigkeit von der Lichtgeschwindigkeit.
  • Veränderung der Synchrotronstrahlung aufgrund von unterschiedlicher Grenzgeschwindigkeit zwischen geladenen Teilchen und Licht.

Diese Effekte grenzen zusammen mögliche Abweichungen zwischen Grenzgeschwindigkeit und Lichtgeschwindigkeit beidseitig ein, wie in folg. Tabelle zu sehen ist. Da astronomische Messungen jedoch auch Zusatzannahmen – betreffend der weitgehend unbekannte Verhältnisse bei der Emission und dem Weg über große Distanzen – enthalten, ergeben in beiden Fällen terrestrische Messungen eine größere Sicherheit, allerdings fallen die bestimmen SME-Grenzwerte für Abweichungen in den Grenzgeschwindigkeiten etwas geringer aus:

Name Jahr SME-Grenzwerte Teilchen Astr./Terr.
Photonenzerfall Tscherenkow Synchrotron
Altschul[78] 2009 \scriptstyle \leq5\times10^{-15} Elektron Terr.
Hohensee et al.[77] 2009 \scriptstyle \leq-5.8\times10^{-12} \scriptstyle \leq1.2\times10^{-11} Elektron Terr.
Klinkhamer & Schreck[79] 2008 \scriptstyle \leq-9\times10^{-16} \scriptstyle \leq6\times10^{-20} UHECR Astr.
Klinkhamer & Risse[80] 2007 \scriptstyle \leq2\times10^{-19} UHECR Astr.
Kaufhold et al.[81] 2007 \scriptstyle \leq10^{-17} UHECR Astr.
Altschul[82] 2005 \scriptstyle \leq6\times10^{-20} Elektron Astr.
Gagnon et al.[83] 2004 \scriptstyle \leq-2\times10^{-21} \scriptstyle \leq5\times10^{-24} UHECR Astr.
Jacobson et al.[84] 2003 \scriptstyle \leq-2\times10^{-16} \scriptstyle \leq5\times10^{-20} Elektron Astr.
Coleman & Glashow[85] 1997 \scriptstyle \leq-1.5\times10^{-15} \scriptstyle \leq5\times10^{-23} UHECR Astr.

Neutrinotests

Geschwindigkeit

Es wurde eine Reihe von Messungen der Geschwindigkeit der Neutrinos durchgeführt. Wird angenommen, dass Neutrinos masselos sind, müssten sie sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Seit der Entdeckung von Neutrinooszillationen wird jedoch angenommen, dass sie Masse besitzen und folglich (unwesentlich) langsamer als Lichtgeschwindigkeit sind. Daneben wurden verschiedene Modelle (wie beispielsweise die SME) vorgeschlagen, welche in engen Grenzen Abweichungen davon als Konsequenz einer veränderten Dispersionbeziehung beinhalten. Zusätzlich gibt es auch Annahmen einer Tachyonennatur der Neutrinos oder solche, dass Neutrinos „Abkürzungen“ durch große Extradimensionen nehmen könnten.

Daneben könnten auch Geschwindigkeitsunterschiede zwischen verschiedenen Neutrinoarten auftreten. Ein Vergleich zwischen Myon- und Elektron-Neutrinos durch Sidney Coleman & Sheldon Lee Glashow (1998) ergab ein negatives Resultat, mit einer Obergrenze von <6\times10^{-22}.[85]

Vor 2011 durchgeführte direkte Messungen der Neutrinogeschwindigkeit haben im Rahmen der Messgenauigkeit keine Geschwindigkeitsabweichungen durch Verletzung der Lorentzinvarianz oder gar Überlichtgeschwindigkeiten ergeben. Dazu zählen terrestrische Messungen in den 1970ern, bei denen die Geschwindigkeit von Myonen mit der von 25-GeV-Myon-Neutrinos verglichen wurde. Durch Auswertung der beobachteten Neutrinowechselwirkungen auf einer Strecke von 500 m ergab sich eine maximale Abweichung von der Lichtgeschwindigkeit von (v-c)/c < 4×10-5.[86][87] Eine noch genauere Übereinstimmung mit der Lichtgeschwindigkeit konnte 1987 durch Beobachtungen von 10-MeV-Neutrinos, die bei der Supernova 1987A entstanden waren, festgestellt werden, nämlich eine max. Abweichung von (v-c)/c < 2×10-9.[88][89] Eine Messung der absoluten Transitzeit wurde durch MINOS (2007)[90] auf einer Strecke von 734 km durchgeführt, wobei die Geschwindigkeit von 3-GeV-Neutrinos auf (v-c)/c = (5,1±2,9)×10-5, was 1.000051±29c entspricht, bestimmt wurde (also scheinbar Überlichtgeschwindigkeit). Jedoch unter Berücksichtigung aller Fehlerquellen betrug die Abweichung von der Lichtgeschwindigkeit nur 1,8σ, was (wie die MINOS-Gruppe selbst betont[91]) signifikant unterhalb der Abweichung von 5σ ist, welche für die Anerkennung als wissenschaftliche Entdeckung erforderlich ist. Daraus ergibt sich, dass die Neutrinogeschwindigkeit größer als 0.999976c, und kleiner als 1.000126c ist. Damit sind die Ergebnisse nicht nur mit Überlichtgeschwindigkeit, sondern (mit einer allerdings geringeren Wahrscheinlichkeit) auch mit Unterlichtgeschwindigkeit im Einklang.

Die OPERA-Gruppe veröffentlichte hingegen im September 2011 Messungen an 17-GeV-Myon-Neutrinos (CNGS), welche sich angeblich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegten. Diese Messungen wurden von der Fachwelt bislang nicht akzeptiert, da erst unabhängige Bestätigungen erbracht werden müssen. Siehe OPERA-Neutrino-Anomalie.

Neutrinooszillationen

Obwohl Neutrinooszillationen experimentell nachgewiesen wurden, sind die theoretischen Grundlagen noch umstritten, was Voraussagen möglicher Abweichungen von der Lorentzinvarianz, bzw. deren Interpretation, sollten experimentelle Befunde eine solche nahelegen, schwierig macht (wie beispielsweise die Problematik um sterile Neutrinos). Während man gewöhnlich annimmt, dass diese Oszillationen das Vorhandensein einer Neutrinomasse beweisen, gibt es auch Annahmen, wonach die Neutrinos masselos sind, und die Oszillationen das Produkt von Verletzungen der Lorentzinvarianz sind. D.h. das Auftreten von Oszillationen an sich wäre bereits als Lorentzverletzung zu verstehen. Jedoch liegen befriedigende lorentzinvariante Erklärungsmodelle, welche das Standardmodell ergänzen, bereits vor, sodass etwaige Lorentzverletzungen wohl nur noch als Abweichungen von diesen Modellen zu verstehen sind.[85][92]

Lorentz- und CPT-Verletzungen, beispielsweise aufgrund einer Anisotropie des Raumes bei Vorhandensein eines bevorzugten Hintergrundes, könnten zu einer siderischen Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Neutrinooszillationen führen. Anisotropiemessungen konnten den Spielraum für solche Anisotropien erheblich einschränken:

Name Jahr SME-Grenzen in GeV
MiniBooNE[93] 2011 \leq10^{-20}
IceCube[94] 2010 \leq10^{-23}
MINOS[95] 2010 \leq10^{-23}
MINOS[96] 2008 \leq10^{-20}
LSND[97] 2005 \leq10^{-19}

Kontroverse Messungen

MAGIC

2007 veröffentlichte die MAGIC-Gruppe eine Arbeit, laut der sie eine mögliche Energieabhängigkeit der Geschwindigkeit von Photonen von Markarjan 501 gemessen hätten. Sie fügten jedoch hinzu, dass energieabhängige Effekte während der Emission eine mögliche alternative Erklärung wäre.[51][98] Dies wurde jedoch gegenstandslos durch neuere Messungen, insbesondere durch die Fermi-LAT-GBM-Gruppe, die bei weit größerer Genauigkeit und höheren Photonenenergien keinen Effekt feststellen konnten.[49] Siehe Abschnitt Dispersion.

Nodland & Ralston

1997 behaupteten Nodland & Ralston, eine mit Doppelbrechung einhergehende Drehung der Polarisationsebene von Licht entfernter Radiogalaxien gemessen zu haben. Dies deute auf eine Anisotropie des Raumes hin.[99][100][101] Dies sorgte für Aufsehen in einigen Medien, jedoch erschienen darauf hin eine Reihe von Kritiken,[102][103] welche diese Interpretation zurückwiesen, und auf Fehler in der Auswertung hinwiesen.[104][105][106][107][108]. Aktuellere Arbeiten konnten ebenso keinerlei Anzeichen eines solchen Effekts finden, siehe Abschnitt Doppelbrechung.

Einzelnachweise

  1. Mattingly, David: Modern Tests of Lorentz Invariance. In: Living Rev. Relativity. 8, Nr. 5, 2005.
  2. V.A. Kostelecky: Data tables for Lorentz and CPT violation. In: Reviews of Modern Physics. 83, Nr. 1, 2011, S. 11–31. Bibcode: 2011RvMP...83...11K. doi:10.1103/RevModPhys.83.11. arXiv:0801.0287.
  3. Herrmann et al.: Rotating optical cavity experiment testing Lorentz invariance at the 10-17 level. In: Physical Review D. 80, Nr. 100, 2009, S. 105011. Bibcode: 2009PhRvD..80j5011H. doi:10.1103/PhysRevD.80.105011. arXiv:1002.1284.
  4. Eisele, Ch. et al.: Laboratory Test of the Isotropy of Light Propagation at the 10-17 level. In: Physical Review Letters. 103, Nr. 9, 2009, S. 090401. Bibcode: 2009PhRvL.103i0401E. doi:10.1103/PhysRevLett.103.090401. PMID 19792767.
  5. Müller, H. et al.: Relativity tests by complementary rotating Michelson-Morley experiments. In: Phys. Rev. Lett.. 99, Nr. 5, 2007, S. 050401. Bibcode: 2007PhRvL..99e0401M. doi:10.1103/PhysRevLett.99.050401. PMID 17930733. arXiv:0706.2031.
  6. Stanwix, P. L. et al.: Improved test of Lorentz invariance in electrodynamics using rotating cryogenic sapphire oscillators. In: Physical Review D. 74, Nr. 8, 2006, S. 081101. Bibcode: 2006PhRvD..74h1101S. doi:10.1103/PhysRevD.74.081101. arXiv:gr-qc/0609072.
  7. Herrmann, S. et al.: Test of the Isotropy of the Speed of Light Using a Continuously Rotating Optical Resonator. In: Phys. Rev. Lett.. 95, Nr. 15, 2005, S. 150401. Bibcode: 2005PhRvL..95o0401H. doi:10.1103/PhysRevLett.95.150401. PMID 16241700. arXiv:physics/0508097.
  8. Stanwix, P. L. et al.: Test of Lorentz Invariance in Electrodynamics Using Rotating Cryogenic Sapphire Microwave Oscillators. In: Physical Review Letters. 95, Nr. 4, 2005, S. 040404. Bibcode: 2005PhRvL..95d0404S. doi:10.1103/PhysRevLett.95.040404. PMID 16090785. arXiv:hep-ph/0506074.
  9. Antonini, P. et al.: Test of constancy of speed of light with rotating cryogenic optical resonators. In: Physical Review A. 71, Nr. 5, 2005, S. 050101. Bibcode: 2005PhRvA..71e0101A. doi:10.1103/PhysRevA.71.050101. arXiv:gr-qc/0504109.
  10. Wolf, P. et al.: Improved test of Lorentz invariance in electrodynamics. In: Physical Review D. 70, Nr. 5, 2004, S. 051902. Bibcode: 2004PhRvD..70e1902W. doi:10.1103/PhysRevD.70.051902. arXiv:hep-ph/0407232.
  11. Wolf, P. et al.: Whispering Gallery Resonators and Tests of Lorentz Invariance. In: General Relativity and Gravitation. 36, Nr. 10, 2004, S. 2351–2372. Bibcode: 2004GReGr..36.2351W. doi:10.1023/B:GERG.0000046188.87741.51. arXiv:gr-qc/0401017.
  12. Müller, H. et al.: Modern Michelson-Morley experiment using cryogenic optical resonators. In: Phys. Rev. Lett.. 91, Nr. 2, 2003, S. 020401. Bibcode: 2003PhRvL..91b0401M. doi:10.1103/PhysRevLett.91.020401. PMID 12906465. arXiv:physics/0305117.
  13. Wolf, P. et al.: New Limit on Signals of Lorentz Violation in Electrodynamics. In: Phys. Rev. Lett.. 90, Nr. 6, 2003, S. 060402. Bibcode: 2003PhRvL..90f0402W. doi:10.1103/PhysRevLett.90.060402. PMID 12633279. arXiv:gr-qc/0210049.
  14. Brillet, A.; Hall, J. L.: Improved laser test of the isotropy of space. In: Phys. Rev. Lett.. 42, Nr. 9, 1979, S. 549–552. Bibcode: 1979PhRvL..42..549B. doi:10.1103/PhysRevLett.42.549.
  15. Tobar, M. E. et al.: Testing local Lorentz and position invariance and variation of fundamental constants by searching the derivative of the comparison frequency between a cryogenic sapphire oscillator and hydrogen maser. In: Physical Review D. 81, Nr. 2, 2009, S. 022003. Bibcode: 2010PhRvD..81b2003T. doi:10.1103/PhysRevD.81.022003. arXiv:0912.2803.
  16. Wolf, P. et al.: Whispering Gallery Resonators and Tests of Lorentz Invariance. In: General Relativity and Gravitation. 36, Nr. 10, 2004, S. 2351–2372. Bibcode: 2004GReGr..36.2351W. doi:10.1023/B:GERG.0000046188.87741.51. arXiv:gr-qc/0401017.
  17. Braxmaier, C. et al.: Tests of Relativity Using a Cryogenic Optical Resonator. In: Phys. Rev. Lett.. 88, Nr. 1, 2002, S. 010401. Bibcode: 2002PhRvL..88a0401B. doi:10.1103/PhysRevLett.88.010401. PMID 11800924.
  18. Hils, Dieter; Hall, J. L.: Improved Kennedy-Thorndike experiment to test special relativity. In: Phys. Rev. Lett.. 64, Nr. 15, 1990, S. 1697–1700. Bibcode: 1990PhRvL..64.1697H. doi:10.1103/PhysRevLett.64.1697. PMID 10041466.
  19. Chou, C. W. et al.: Optical Clocks and Relativity. In: Science. 329, Nr. 5999, 2010, S. 1630–1633. Bibcode: 2010Sci...329.1630C. doi:10.1126/science.1192720.
  20. Novotny, C. et al.: Sub-Doppler laser spectroscopy on relativistic beams and tests of Lorentz invariance. In: Physical Review A. 80, Nr. 2, 2009, S. 022107. doi:10.1103/PhysRevA.80.022107.
  21. Reinhardt, S. et al.: Test of relativistic time dilation with fast optical atomic clocks at different velocities. In: Nature Physics. 3, Nr. 12, 2007, S. 861–864. Bibcode: 2007NatPh...3..861R. doi:10.1038/nphys778.
  22. Saathoff, G. et al.: Improved Test of Time Dilation in Special Relativity. In: Phys. Rev. Lett.. 91, Nr. 19, 2003, S. 190403. Bibcode: 2003PhRvL..91s0403S. doi:10.1103/PhysRevLett.91.190403.
  23. Grieser, R. et al.: A test of special relativity with stored lithium ions. In: Applied Physics B Lasers and Optics. 59, Nr. 2, 1994, S. 127–133. doi:10.1007/BF01081163.
  24. M. Smiciklas, J. M. et al.: New Test of Local Lorentz Invariance Using a 21Ne-Rb-K Comagnetometer. In: Physical Review Letters. 107, Nr. 17, 2011, S. 171604. doi:10.1103/PhysRevLett.107.171604. arXiv:1106.0738.
  25. Gemmel, C. et al.: Limit on Lorentz and CPT violation of the bound neutron using a free precession He3/Xe129 comagnetometer. In: Physical Review D. 82, Nr. 11, 2010, S. 111901. doi:10.1103/PhysRevD.82.111901. arXiv:1011.2143.
  26. Brown, J. M. et al.: New Limit on Lorentz- and CPT-Violating Neutron Spin Interactions. In: Physical Review Letters. 105, Nr. 15, 2010, S. 151604. doi:10.1103/PhysRevLett.105.151604. arXiv:1006.5425.
  27. Altarev, I. et al.: Test of Lorentz Invariance with Spin Precession of Ultracold Neutrons. In: Physical Review Letters. 103, Nr. 8, 2009, S. 081602. doi:10.1103/PhysRevLett.103.081602. arXiv:0905.3221.
  28. Wolf, P. et al.: Cold Atom Clock Test of Lorentz Invariance in the Matter Sector. In: Physical Review Letters. 96, Nr. 6, 2006, S. 060801. doi:10.1103/PhysRevLett.96.060801. arXiv:hep-ph/0601024.
  29. Canè, F. et al.: Bound on Lorentz and CPT Violating Boost Effects for the Neutron. In: Physical Review Letters. 93, Nr. 23, 2004, S. 230801. doi:10.1103/PhysRevLett.93.230801. arXiv:physics/0309070.
  30. a b Humphrey, M. A. et al.: Testing CPT and Lorentz symmetry with hydrogen masers. In: Physical Review A. 68, Nr. 6, 2003, S. 063807. doi:10.1103/PhysRevA.68.063807. arXiv:physics/0103068.
  31. Walsworth, R. L. et al.: New clock comparison searches for Lorentz and CPT violation. In: AIP Conference Proceedings. 539, 2000, S. 119–129. doi:10.1063/1.1330910. arXiv:physics/0007063.
  32. Bear, D. et al.: Limit on Lorentz and CPT Violation of the Neutron Using a Two-Species Noble-Gas Maser. In: Physical Review Letters. 85, Nr. 24, 2000, S. 5038–5041. doi:10.1103/PhysRevLett.85.5038. arXiv:physics/0007049.
  33. a b Berglund, C. J. et al.: New Limits on Local Lorentz Invariance from Hg and Cs Magnetometers. In: Physical Review Letters. 75, Nr. 10, 1995, S. 1879–1882. doi:10.1103/PhysRevLett.75.1879.
  34. Chupp, T. E. et al.: Results of a new test of local Lorentz invariance: A search for mass anisotropy in 21Ne. In: Physical Review Letters. 63, Nr. 15, 1989, S. 1541–1545. doi:10.1103/PhysRevLett.63.1541.
  35. Lamoreaux, S. K. et al.: Optical pumping technique for measuring small nuclear quadrupole shifts in 1S(0) atoms and testing spatial isotropy. In: Physical Review A. 39, 1989, S. 1082–1111. doi:10.1103/PhysRevA.39.1082.
  36. Prestage, J. D. et al.: Limits for spatial anisotropy by use of nuclear-spin-polarized Be-9(+) ions. In: Physical Review Letters. 54, 1985, S. 2387–2390. doi:10.1103/PhysRevLett.54.2387.
  37. Heckel, B. R. et al.: Preferred-frame and CP-violation tests with polarized electrons. In: Physical Review D. 78, Nr. 9, 2008, S. 092006. doi:10.1103/PhysRevD.78.092006. arXiv:0808.2673.
  38. Heckel, B. R. et al.: New CP-Violation and Preferred-Frame Tests with Polarized Electrons. In: Physical Review Letters. 97, Nr. 2, 2006, S. 021603. doi:10.1103/PhysRevLett.97.021603. arXiv:hep-ph/0606218.
  39. Hou, Li-Shing et al.: Test of Cosmic Spatial Isotropy for Polarized Electrons Using a Rotatable Torsion Balance. In: Physical Review Letters. 90, Nr. 20, 2003, S. 201101. doi:10.1103/PhysRevLett.90.201101. arXiv:physics/0009012.
  40. Phillips, D. F. et al.: Limit on Lorentz and CPT violation of the proton using a hydrogen maser. In: Physical Review D. 63, Nr. 11, 2000, S. 111101. doi:10.1103/PhysRevD.63.111101. arXiv:physics/0008230.
  41. Wang, Shih-Liang et al.: New Experimental Limit on the Spatial Anisotropy for Polarized Electrons. In: Modern Physics Letters A. 8, Nr. 39, 1993, S. 3715–3725. doi:10.1142/S0217732393003445.
  42. Wineland, D. J. et al.: Search for anomalous spin-dependent forces using stored-ion spectroscopy. In: Physical Review Letters. 67, Nr. 13, 1991, S. 1735–1738. doi:10.1103/PhysRevLett.67.1735.
  43. Phillips, P. R.: Test of spatial isotropy using a cryogenic torsion pendulum. In: Physical Review Letter. 59, Nr. 5, 1987, S. 1784–1787. doi:10.1103/PhysRevLett.59.1784.
  44. Gabrielse, G. et al.: Precision Mass Spectroscopy of the Antiproton and Proton Using Simultaneously Trapped Particles. In: Physical Review Letters. 82, Nr. 16, 1999, S. 3198-3201. doi:10.1103/PhysRevLett.82.3198.
  45. Mittleman, R. K.; Ioannou, I. I.; Dehmelt, H. G.; Russell, Neil: Bound on CPT and Lorentz Symmetry with a Trapped Electron. In: Physical Review Letters. 83, Nr. 1, 1999, S. 2116-2119. doi:10.1103/PhysRevLett.83.2116.
  46. Dehmelt, H.; Mittleman, R.; van Dyck, R. S., Jr.; Schwinberg, P.: Past Electron-Positron g-2 Experiments Yielded Sharpest Bound on CPT Violation for Point Particles. In: Physical Review Letters. 83, Nr. 23, 1999, S. 4694-4696. doi:10.1103/PhysRevLett.83.4694. arXiv:hep-ph/9906262.
  47. Hughes, V. W. et al.: Test of CPT and Lorentz Invariance from Muonium Spectroscopy. In: Physical Review Letters. 87, Nr. 11, 2001, S. 111804. doi:10.1103/PhysRevLett.87.111804. arXiv:hep-ex/0106103.
  48. Bennett et al.: Search for Lorentz and CPT Violation Effects in Muon Spin Precession. In: Physical Review Letters. 100, Nr. 9, 2008, S. 091602. doi:10.1103/PhysRevLett.100.091602. arXiv:0709.4670.
  49. a b c Fermi LAT Collaboration: A limit on the variation of the speed of light arising from quantum gravity effects. In: Nature. 462, Nr. 7271, 2009, S. 331-334. doi:10.1038/nature08574. arXiv:0908.1832.
  50. HESS Collaboration: Limits on an Energy Dependence of the Speed of Light from a Flare of the Active Galaxy PKS 2155-304. In: Physics Letters B. 101, Nr. 17, 2008, S. 170402. doi:10.1103/PhysRevLett.101.170402. arXiv:0810.3475.
  51. a b MAGIC Collaboration: Probing quantum gravity using photons from a flare of the active galactic nucleus Markarian 501 observed by the MAGIC telescope. In: Physics Letters B. 668, Nr. 4, 2008, S. 253-257. doi:10.1016/j.physletb.2008.08.053. arXiv:0708.2889.
  52. Lamon et al.: Study of Lorentz violation in INTEGRAL gamma-ray bursts. In: General Relativity and Gravitation. 40, Nr. 8, 2008, S. 1731-1743. doi:10.1007/s10714-007-0580-6. arXiv:0706.4039.
  53. Rodríguez Martínez et al.: GRB 051221A and tests of Lorentz symmetry. In: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Nr. 5, 2006, S. 017. doi:10.1088/1475-7516/2006/05/017. arXiv:astro-ph/0601556.
  54. Ellis et al.: Robust limits on Lorentz violation from gamma-ray bursts. In: Astroparticle Physics. 25, Nr. 6, 2006, S. 402-411. doi:10.1016/j.astropartphys.2006.04.001. arXiv:astro-ph/0510172.
  55. Ellis et al.: Corrigendum to “Robust limits on Lorentz violation from gamma-ray bursts”. In: Astroparticle Physics. 29, Nr. 2, 2008, S. 158-159. doi:10.1016/j.astropartphys.2007.12.003. arXiv:0712.2781.
  56. Boggs et al.: Testing Lorentz Invariance with GRB021206. In: The Astrophysical Journal. 611, Nr. 2, 2004, S. L77-L80. doi:10.1086/423933. arXiv:astro-ph/0310307.
  57. Ellis et al.: Quantum-gravity analysis of gamma-ray bursts using wavelets. In: Astronomy and Astrophysics. 402, 2003, S. 409-424. doi:10.1051/0004-6361:20030263. arXiv:astro-ph/0210124.
  58. Ellis et al.: A Search in Gamma-Ray Burst Data for Nonconstancy of the Velocity of Light. In: The Astrophysical Journal. 535, Nr. 1, 2000, S. 139-151. doi:10.1086/308825. arXiv:astro-ph/9907340.
  59. Schaefer, Bradley E.: Severe Limits on Variations of the Speed of Light with Frequency. In: Physical Review Letters. 82, Nr. 25, 1999, S. 4964-4966. doi:10.1103/PhysRevLett.83.2108. arXiv:astro-ph/9810479.
  60. Biller et al.: Limits to Quantum Gravity Effects on Energy Dependence of the Speed of Light from Observations of TeV Flares in Active Galaxies. In: Physical Review Letters. 83, Nr. 11, 1999, S. 2108-2111. doi:10.1103/PhysRevLett.83.2108. arXiv:gr-qc/9810044.
  61. Kaaret, Philip: Pulsar radiation and quantum gravity. In: Astronomy and Astrophysics. 345, 1999, S. L32-L34. arXiv:astro-ph/9903464.
  62. a b Stecker, Floyd W.: A new limit on Planck scale Lorentz violation from γ-ray burst polarization. In: Astroparticle Physics. 35, Nr. 2, 2011, S. 95-97. doi:10.1016/j.astropartphys.2011.06.007. arXiv:1102.2784.
  63. Laurent et al.: Constraints on Lorentz Invariance Violation using integral/IBIS observations of GRB041219A. In: Physical Review D. 83, Nr. 12, 2011, S. 121301. doi:10.1103/PhysRevD.83.121301. arXiv:1106.1068.
  64. Kostelecký, V. Alan; Mewes, Matthew: Electrodynamics with Lorentz-violating operators of arbitrary dimension. In: Physical Review D. 80, Nr. 1, 2009, S. 015020. doi:10.1103/PhysRevD.80.015020. arXiv:0905.0031.
  65. QUaD Collaboration: Parity Violation Constraints Using Cosmic Microwave Background Polarization Spectra from 2006 and 2007 Observations by the QUaD Polarimeter. In: Physical Review Letters. 102, Nr. 16, 2008, S. 161302. doi:10.1103/PhysRevLett.102.161302. arXiv:0811.0618.
  66. Kostelecký, V. Alan; Mewes, Matthew: Astrophysical Tests of Lorentz and CPT Violation with Photons. In: The Astrophysical Journal. 689, Nr. 1, 2008, S. L1-L4. doi:10.1086/595815. arXiv:0809.2846.
  67. Maccione et al.: γ-ray polarization constraints on Planck scale violations of special relativity. In: Physical Review D. 78, Nr. 10, 2008, S. 103003. doi:10.1103/PhysRevD.78.103003. arXiv:0809.0220.
  68. Komatsu et al.: Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations: Cosmological Interpretation. In: The Astrophysical Journal Supplement. 180, Nr. 2, 2009, S. 330-376. doi:10.1088/0067-0049/180/2/330. arXiv:0803.0547.
  69. Kahniashvili et al.: Testing Lorentz invariance violation with Wilkinson Microwave Anisotropy Probe five year data. In: Physical Review D. 78, Nr. 12, 2008, S. 123009. doi:10.1103/PhysRevD.78.123009. arXiv:0807.2593.
  70. Xia et al.: Testing CPT Symmetry with CMB Measurements: Update after WMAP5. In: The Astrophysical Journal. 679, Nr. 2, 2008, S. L61-L63. doi:10.1086/589447. arXiv:0803.2350.
  71. Cabella et al.: Constraints on CPT violation from Wilkinson Microwave Anisotropy Probe three year polarization data: A wavelet analysis. In: Physical Review D. 76, Nr. 12, 2007, S. 123014. doi:10.1103/PhysRevD.76.123014. arXiv:0705.0810.
  72. Fan et al.: γ-ray burst ultraviolet/optical afterglow polarimetry as a probe of quantum gravity. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 376, Nr. 4, 2007, S. 1857-1860. doi:10.1111/j.1365-2966.2007.11576.x. arXiv:astro-ph/0702006.
  73. Feng et al.: Searching for CPT Violation with Cosmic Microwave Background Data from WMAP and BOOMERANG. In: Physical Review Letters. 96, Nr. 22, 2006, S. 221302. doi:10.1103/PhysRevLett.96.221302. arXiv:astro-ph/0601095.
  74. Gleiser, Reinaldo J.; Kozameh, Carlos N.: Astrophysical limits on quantum gravity motivated birefringence. In: Physical Review D. 64, Nr. 8, 2001, S. 083007. doi:10.1103/PhysRevD.64.083007. arXiv:gr-qc/0102093.
  75. Carroll et al.: Limits on a Lorentz- and parity-violating modification of electrodynamics. In: Physical Review D. 41, Nr. 4, 1990, S. 1231-1240. doi:10.1103/PhysRevD.41.1231.
  76. Jacobson et al.: Threshold effects and Planck scale Lorentz violation: Combined constraints from high energy astrophysics. In: Physical Review D. 67, Nr. 12, 2002, S. 124011. doi:10.1103/PhysRevD.67.124011. arXiv:hep-ph/0209264.
  77. a b Hohensee et al.: Particle-Accelerator Constraints on Isotropic Modifications of the Speed of Light. In: Physical Review Letters. 102, Nr. 17, 2009, S. 170402. doi:10.1103/PhysRevLett.102.170402. arXiv:0904.2031.
  78. Altschul, Brett: Bounding isotropic Lorentz violation using synchrotron losses at LEP. In: Physical Review D. 80, Nr. 9, 2009, S. 091901. doi:10.1103/PhysRevD.80.091901. arXiv:0905.4346.
  79. Klinkhamer, F. R.; Schreck, M.: New two-sided bound on the isotropic Lorentz-violating parameter of modified Maxwell theory. In: Physical Review D. 78, Nr. 8, 2008, S. 085026. doi:10.1103/PhysRevD.78.085026. arXiv:0809.3217.
  80. Klinkhamer, F. R.; Risse, M.: Ultrahigh-energy cosmic-ray bounds on nonbirefringent modified Maxwell theory. In: Physical Review D. 77, Nr. 1, 2007, S. 016002. doi:10.1103/PhysRevD.77.016002. arXiv:0709.2502.
  81. Kaufhold, C.; Klinkhamer, F. R.: Vacuum Cherenkov radiation in spacelike Maxwell-Chern-Simons theory. In: Physical Review D. 76, Nr. 2, 2007, S. 025024. doi:10.1103/PhysRevD.76.025024. arXiv:0704.3255.
  82. Altschul, Brett: Lorentz violation and synchrotron radiation. In: Physical Review D. 72, Nr. 8, 2005, S. 085003. doi:10.1103/PhysRevD.72.085003. arXiv:hep-th/0507258.
  83. Gagnon, Olivier; Moore, Guy D.: Limits on Lorentz violation from the highest energy cosmic rays. In: Physical Review D. 70, Nr. 6, 2004, S. 065002. doi:10.1103/PhysRevD.70.065002. arXiv:hep-ph/0404196.
  84. Jacobson et al.: New Limits on Planck Scale Lorentz Violation in QED. In: Physical Review Letters. 93, Nr. 2, 2003, S. 021101. doi:10.1103/PhysRevLett.93.021101. arXiv:astro-ph/0309681.
  85. a b c Coleman, Sidney; Glashow, Sheldon L.: High-energy tests of Lorentz invariance. In: Physical Review D. 59, Nr. 11, 1998, S. 116008. doi:10.1103/PhysRevD.59.116008. arXiv:hep-ph/9812418.
  86. P. Alspector et al.: Experimental Comparison of Neutrino and Muon Velocities. In: Physical Review Letters. 36, Nr. 15, 1976, S. 837-840. doi:10.1103/PhysRevLett.36.837.
  87. Kalbfleisch et al.: Experimental Comparison of Neutrino, Antineutrino, and Muon Velocities. In: Physical Review Letters. 43, Nr. 19, 1979, S. 1361-1364. doi:10.1103/PhysRevLett.43.1361.
  88. Hirata et al.: Observation of a neutrino burst from the supernova SN1987A. In: Physical Review Letters. 58, 1987, S. 1490-1493. doi:10.1103/PhysRevLett.58.1490.
  89. Bionta et al.: Observation of a neutrino burst in coincidence with supernova 1987A in the Large Magellanic Cloud. In: Physical Review Letters. 58, 1987, S. 1494-1496. doi:10.1103/PhysRevLett.58.1494.
  90. P. Adamson et al. (MINOS Collaboration): Measurement of neutrino velocity with the MINOS detectors and NuMI neutrino beam. In: Physical Review D. 76, Nr. 7, 2007. Bibcode: 2007PhRvD..76g2005A. doi:10.1103/PhysRevD.76.072005. arXiv:0706.0437.
  91. "OPERA experiment reports anomaly in flight time of neutrinos". In: Fermilab Today. Fermilab. Abgerufen 25 September 2011.
  92. Jorge S. Diaz, Alan Kostelecky (2011), Lorentz- and CPT-violating models for neutrino oscillations, arXiv:1108.1799
  93. MiniBooNE Collaboration: Test of Lorentz and CPT violation with Short Baseline Neutrino Oscillation Excesses. 2011. arXiv:1109.3480.
  94. IceCube Collaboration: Search for a Lorentz-violating sidereal signal with atmospheric neutrinos in IceCube. In: Physical Review D. 82, Nr. 11, 2010, S. 112003. doi:10.1103/PhysRevD.82.112003. arXiv:1010.4096.
  95. Adamson, et al.: Search for Lorentz Invariance and CPT Violation with the MINOS Far Detector. In: Physical Review Letters. 105, Nr. 15, 2010, S. 151601. doi:10.1103/PhysRevLett.105.151601. arXiv:1007.2791.
  96. Adamson, et al.: Testing Lorentz Invariance and CPT Conservation with NuMI Neutrinos in the MINOS Near Detector. In: Physical Review Letters. 101, Nr. 15, 2008, S. 151601. doi:10.1103/PhysRevLett.101.151601. arXiv:0806.4945.
  97. Auerbach, et al.: Tests of Lorentz violation in ν¯μ→ν¯e oscillations. In: Physical Review D. 72, Nr. 7, 2005, S. 076004. doi:10.1103/PhysRevD.72.076004. arXiv:hep-ex/0506067.
  98. George Musser (2007): Hints of a breakdown of relativity theory?, Scientific American, News Blog
  99. Nodland, Borge; Ralston, John P.: Indication of Anisotropy in Electromagnetic Propagation over Cosmological Distances. In: Physical Review Letters. 78, Nr. 16, 1997, S. 3043-3046. doi:10.1103/PhysRevLett.78.3043. arXiv:astro-ph/9704196.
  100. Nodland, Borge; Ralston, John P.: Nodland and Ralston Reply:. In: Physical Review Letters. 79, Nr. 10, 1997, S. 1958. doi:10.1103/PhysRevLett.79.1958. arXiv:astro-ph/9705190.
  101. Borge Nodland, John P. Ralston: (1997) Response to Leahy's Comment on the Data's Indication of Cosmological Birefringence, arXiv:astro-ph/9706126
  102. J.P. Leahy: http://www.jb.man.ac.uk/~jpl/screwy.html
  103. Ted Bunn: https://facultystaff.richmond.edu/~ebunn/biref/
  104. Eisenstein, Daniel J.; Bunn, Emory F.: Appropriate Null Hypothesis for Cosmological Birefringence. In: Physical Review Letters. 79, Nr. 10, 1997, S. 1957. doi:10.1103/PhysRevLett.79.1957. arXiv:astro-ph/9704247.
  105. Carroll, Sean M.; Field, George B.: Is There Evidence for Cosmic Anisotropy in the Polarization of Distant Radio Sources?. In: Physical Review Letters. 79, Nr. 13, 1997, S. 2394-2397. doi:10.1103/PhysRevLett.79.2394. arXiv:astro-ph/9704263.
  106. J. P. Leahy: (1997) Comment on the Measurement of Cosmological Birefringence, arXiv:astro-ph/9704285
  107. Wardle et al.: Observational Evidence against Birefringence over Cosmological Distances. In: Physical Review Letters. 79, Nr. 10, 1997, S. 1801-1804. doi:10.1103/PhysRevLett.79.1801. arXiv:astro-ph/9705142.
  108. Loredo et al.: Bayesian analysis of the polarization of distant radio sources: Limits on cosmological birefringence. In: Physical Review D. 56, Nr. 12, 1997, S. 7507-7512. doi:10.1103/PhysRevD.56.7507. arXiv:astro-ph/9706258.

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