高能物理 - 现象学
[提交于 2025年4月22日
(此版本)
, 最新版本 2025年5月9日 (v2)
]
标题: GRB数据的蒙特卡罗模拟以检验洛伦兹不变性破坏
标题: Monte Carlo simulation of GRB data to test Lorentz-invariance violation
摘要: 洛伦兹不变性破坏(LV)在接近普朗克尺度的能量下,为理解量子引力现象学提供了一个关键的探测手段。 对伽马射线暴(GRBs)的天体物理观测为测试由LV引起的能谱延迟现象提供了有希望的途径;然而,由于LV效应和固有发射延迟之间的退化,解释变得复杂。 本研究系统地调查了三种竞争的时间延迟模型:模型A(结合常数固有延迟的LV延迟),模型B(无LV的能量依赖固有延迟),以及模型C(结合能量依赖固有延迟的LV延迟)。 我们利用在不同延迟机制下生成的模拟GRB数据集,并对10个GRB的模拟观测进行贝叶斯参数估计。 我们的研究结果表明,模型C在所有数据集中都能一致地恢复输入参数。 相比之下,模型A和模型B在处理由其他机制生成的数据时遇到困难,尤其是在面对来自GRB 190114C和GRB 221009A的高能TeV光子时尤为明显。 我们的分析确认,在模型C中引入能量依赖的固有延迟对于建立稳健的LV约束至关重要,有效解决了之前在多GeV和TeV光子发射解释中的模糊性。 结果验证了模型C作为未来LV搜索的通用框架,基于真实数据集得出亚光速LV尺度为\(E_{\rm LV} \simeq 3 \times 10^{17}\) GeV。 这些发现与之前从费米-LAT数据集中得出的约束一致。 这项工作强调了在下一代LV研究中,需要联合建模LV和天体物理发射过程,利用如LHAASO和CTA等观测站。
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