9 Ekim 2022'de GRB 221009A gama ışını patlaması Dünya'ya olağanüstü bir yüksek enerjili ışınım seli gönderdi. Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO), olaydan gelen binlerce fotonu kaydetti; bunların bir kısmı 10 TeV'in üzerindeydi. Bir saatten fazla süre sonra Carpet kozmik ışın dedektörü açıklaması çok daha zor bir şey kaydetti: tahmini enerjisi 300 (+43/-38) TeV olan foton benzeri bir olay.
Standart fiziğe göre bu enerjideki fotonun asla ulaşmaması gerekirdi. Galaksiler arası uzay arka plan ışığıyla doludur ve kozmik mikrodalga arka planı (CMB) o kadar yoğundur ki 300 TeV'lik bir gama ışını onunla çarpışıp bir elektron-pozitron çiftine dönüşmelidir. Physical Review Letters'ta yayımlanan bir makalede INAF'tan Giorgio Galanti ile INFN'den Marco Roncadelli, geleneksel yayılımın Carpet enerji aralığında yalnızca yaklaşık 10^-96 beklenen foton vereceğini hesaplıyor. Carpet işbirliği ayrıca hadronik bir kozmik ışın sağanağında beklenen türden bir müon sinyali bulamadı ve bir hadronun bu olayla karıştırılma olasılığını yaklaşık 3 x 10^-4 olarak tahmin etti.
Araştırmacılar iki bileşeni inceliyor. Aksiyon benzeri parçacıklar (ALP) manyetik alanlarda fotonlarla karışabilir; bu, bir fotonun soğurucu bölgelerden ALP olarak geçip sonra yeniden fotona dönüşmesini sağlar - yaklaşık 10 ila 20 TeV arasındaki LHAASO fotonlarına uyan bir mekanizma. Ancak 300 TeV'de Galanti'ye göre "ALP'ler tek başına yaklaşık iki büyüklük mertebesi kadar yetersiz kalıyor". Ele alınan ALP parametreleri içinde beklenen Carpet fotonu sayısı yaklaşık 10^-4'ün altında kalıyor; bu, %95 güven düzeyinde gereken 0,0513'ün altında.
Bu da onları olası bir Lorentz ihlaline (LIV) yönlendirdi. İnceledikleri senaryoda, değişmiş foton yayılımı foton-foton soğurma eşiğini değiştiriyor; böylece 300 TeV'lik bir foton, CMB fotonlarından çok daha az bulunan daha yüksek enerjili arka plan fotonlarıyla etkileşebiliyor ve evren o foton için daha geçirgen hale geliyor. %95 güven düzeyinde doğrusal LIV ölçeği için 1,22 x 10^21 GeV, kuadratik durum için 2,03 x 10^13 GeV üst sınırı elde ediliyor. Dmitry Ofengeim ve Tsvi Piran'ın ayrı bir analizi, LHAASO ile Carpet arasındaki bir saatten uzun gecikmenin de kuadratik LIV ile açıklanabileceğini ve tahmin edilen ölçeğin bu sınırla tutarlı olduğunu buldu.
Galanti sonucu ölçülü tutuyor. "Tek bir kozmik olaydan gelen tek bir aday foton, tartışmasız bir keşif olarak sunulamaz" diyor; doğrulama, çok sayıda uzak kaynaktan aynı enerjiye bağlı imzaların tekrar tekrar gözlenmesini gerektirir. ASTRI Mini-Array, CTAO, SWGO ve genişletilmiş LHAASO gibi tesisler, benzer imzaların gama ışını patlamalarında ve uzak etkin galaksilerde görünüp görünmediğini test edebilir.
