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2、原理(爱因斯坦等效原理)和甚强等效原理.实验检验表明,到10-13的实验精度时,没有观测到等效原理的破坏.文章最后,也是文章的主要目的,阐述了广义相对论的不足,即不能描写物质的自旋与引力场的耦合.自旋粒子或自转物体的能-动张量既有对称分量,也有非对称的分量,还有自旋张量.但是广义相对论的引力场方程中只包含了能-动张量对称分量,不包含反对称分量,更没有自旋张量的贡献.涉及自旋与引力场耦合的理论是(有挠率场的)引力规范理论,该理论预言:自旋粒子或旋转物体将偏离测地运动,因而破坏等效原理.为了检验这种破坏,文章作者及
3、其合作者建议进行地面实验和空间实验. 关键词等效原理,引力规范理论,自旋物质的引力耦合 Equivalenceprincipleforarotatingbodyanditstestinspace ZHANGYuan-Zhong (InstituteofTheoreticPhysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China) AbstractThehistoryoftheequivalenceprinciple(EP)isreviewed,andt
4、heweakEP(Galileo′sEP),strongEP(Einstein′sEP),andverystrongEPareexplained.ExperimentsshowthatEPhasnotbeenviolateduptoanexperimentalaccuracyof10-13.Inthelastpartofthepaperwepointouttheinsufficiencyofgeneralrelativity,whichcannotdescribethecouplingbetweenthespi
5、nofmatterandthegravitationalfield.Asweknow,aspinparticleorarotatingbodycanbecharacterizedbyanasymmetricenergy-momentumtensorandaspintensor.However,thegravitationalfieldequationsingeneralrelativityonlyinvolvethesymmetriccomponentsbutnottheasymmetricpartofthef
6、ormertensor,norarethereanycontributionsfromthelattertensor.Ontheotherhand,agaugetheory(withtorsion)ofgravitationdoesincludethecouplingofspinwiththegravitationfield.Thetheorypredictsthatthemotionforaspinparticleorarotatingbodywoulddeviatefromageodesicone,andh
7、enceviolateEP.InordertotestthisviolationwesuggestexperimentsinbothalaboratoryontheEarthandasatelliteinspace. Keywordsequivalenceprinciple,gaugetheoryofgravitation,couplingofspinmatterandgravitationalfield 等效原理是物理学中的基本原理之一,长期以来物理学家们不断地在用实验进行检验.本文主要指出,旋转物体
8、等效原理的空间实验在原理上不同于通常的弱等效原理及其实验检验(见图1).为了清楚地显示这种差别,我们使用伽利略自由落体型的示意图(图1和图2)进行阐述. 1通常的等效原理的陈述 通常的等效原理分为弱等效原理和强等效原理(甚至还有甚强等效原理).弱等效原理就是伽利略等效原理;强等效原理是爱因斯坦对弱等效原理的推广,所以又称为爱因斯坦等效原理.爱因斯坦广义相对论的基本假设之一不
