Tests of Lorentz Invariance with an Optical Ring Cavity

این پایان‌نامه یکی از دقیق‌ترین آزمایش‌های تجربی تقارن لورنتس در الکترودینامیک را با اندازه‌گیری ناهمسانگردی سرعت نور با یک حفره حلقه نوری نامتقارن شرح می‌دهد. نویسنده بر آن است تا به بحث اساسی و فرضی در مورد تقارن لورنتس در جهان پاسخ دهد. او نتیجه می‌گیرد که تقارن با خطای 10^-15 محافظت می‌شود، که به معنای ارائه یکی از دقیق‌ترین محدودیت‌های بالایی در مورد نقض تقارن لورنتس در چارچوب توسعه مدل استاندارد است. p>

این سه کلید زیر را معرفی می کند که نقش مهمی در دستیابی به اندازه گیری با دقت بالا دارند: (1) یک عنصر با شاخص بالا (سیلیکون) درون بخشی از مسیرهای نور در حفره حلقه نوری که حساسیت را بهبود می بخشد. به نقض تقارن لورنتس، (2) پیکربندی دو گذری تداخل سنج، که نویزهای محیطی را سرکوب می کند، و (3) جمع آوری مداوم داده ها با چرخاندن حفره حلقه نوری، که امکان جستجوی نقض های مرتبه بالاتر را فراهم می کند. تقارن لورنتس علاوه بر آن کلیدهایی که به خوبی توصیف شده اند، یک خلاصه جامع از فرمول های نظری تا جزئیات طراحی آزمایشی، جمع آوری داده ها و تجزیه و تحلیل داده ها به خواننده کمک می کند تا آزمایش ها را به طور دقیق دنبال کند.

This thesis describes one of the most precise experimental tests of Lorentz symmetry in electrodynamics by light-speed anisotropy measurement with an asymmetric optical ring cavity. The author aims to answer the fundamental, hypothetical debate on Lorentz symmetry in the Universe. He concludes that the symmetry is protected within an error of 10^-15, which means providing one of the most stringent upper limits on the violation of the Lorentz symmetry in the framework of the Standard Model Extension.

It introduces the following three keys which play an important role in achieving high-precision measurement: (1) a high-index element (silicon) interpolated into part of the light paths in the optical ring cavity, which improves sensitivity to the violation of the Lorentz symmetry, (2) double-pass configuration of the interferometer, which suppresses environmental noises, and (3) continuous data acquisition by rotating the optical ring cavity, which makes it possible to search for higher-order violations of Lorentz symmetry. In addition to those well-described keys, a comprehensive summary from theoretical formulations to experimental design details, data acquisition, and data analysis helps the reader follow up the experiments precisely.