Wetenschappers hebben tot nu toe de meest nauwkeurige experimenten uitgevoerd om een van de fundamenten van de relativiteitstheorie te testen: het idee van Lorentz-invariantie. Dit principe bestaat uit de onafhankelijkheid van de experimentele resultaten van de oriëntatie en bewegingssnelheid van het laboratoriumreferentiekader. Twee onderzoeken over dit onderwerp zijn gepubliceerd in Physical Review Letters.
Lorentz-invariantie (ook wel Lorentz-covariantie genoemd) is een wiskundige eigenschap van vergelijkingen die fysische processen beschrijven, volgens welke ze hun vorm behouden onder Lorentz-transformaties. Lorentz-transformaties zijn lineaire transformaties van pseudo-Euclidische ruimte die vaak in de speciale relativiteitstheorie worden gebruikt. De feitelijke Lorentz-transformaties maken het mogelijk om nieuwe coördinaten van een punt in vierdimensionale ruimte-tijd te berekenen tijdens de overgang van het ene traagheidsreferentiesysteem naar het andere.
Lorentz-invariantie is de basis van de relativiteitstheorie en het standaardmodel, maar sommige nieuwe theoretische ideeën, in het bijzonder sommige modellen van kwantumzwaartekracht, suggereren een schending van dit principe. Om te testen gebruiken wetenschappers een benadering die rekening houdt met deze symmetrie voor alle deeltjes en velden. Als er nulcoëfficiënten volgen uit het experiment, blijft de symmetrie behouden.
In het eerste werk gebruikten wetenschappers gegevens van supergeleidende gravimeters - apparaten die de lokale zwaartekrachtversnelling bepalen. In dit subtype van apparaten wordt de meting uitgevoerd over een supergeleidende bol die zweeft in een magnetisch veld. Gegevens werden gedurende meerdere jaren gebruikt, waaruit nulcoëfficiënten volgen, en de nauwkeurigheid van het bepalen van sommige is tien keer hoger dan die van de vorige beperkingen.
In het tweede werk werd de controle uitgevoerd op basis van de gegevens van de maanlaserlocatie, dat wil zeggen de meting van de tijd dat de laserstraal van de aarde naar de reflector op het maanoppervlak reist en weer terug. Op basis van de resultaten van experimenten die al meer dan 48 jaar aan de gang zijn, vonden de auteurs ook geen significante afwijkingen in de waarden van de coëfficiënten vanaf nul. Voor sommigen is de nauwkeurigheid honderden keren verbeterd in vergelijking met eerdere werken.
