Effet d\'Unruh
L'effet d'Unruh de , découvert dans le 1976 par le Bill Unruh de l'université de de la Colombie-Britannique , est la prévision qu'un observateur de accélération observera le rayonnement de corps noir où un observateur à inertie n'en observerait aucun. En d'autres termes, le fond semble être chaud d'une armature de référence de accélération. L'état de quantum qui est vu pendant que l'état fondamental pour des observateurs dans les systèmes à inertie est vu comme équilibre thermo-dynamique pour l'observateur uniformément accéléré.
Explication
Unruh a démontré que la notion du vide dépend du chemin de l'observateur par l'espace-temps . Du point de vue de l'observateur de accélération, le vide de l'observateur à inertie ressemblera à un état contenant beaucoup de particules dans l'équilibre thermique - un gaz chaud.Bien que l'effet d'Unruh soit au commencement contre-intuitif, il semble raisonnable intuitif si le vide mot est interprété convenablement, en tant que ci-dessous.
Interprétation du vide de
En termes modernes, le concept du " ; vacuum" ; n'est pas le même que le " ; space" vide ; , en tant que tout l'espace est rempli de champs à quantification qui composent un univers . Le vide est simplement l'état possible de l'énergie du plus bas de ces champs, un concept très différent de " ; empty" ;.Les états d'énergie de n'importe quel champ à quantification sont définis par le hamiltonien, basé sur des conditions locales, y compris la coordonnée de temps. Selon la relativité spéciale , deux observateurs se déplaçant relativement à l'un l'autre temps différent d'utilisation de nécessité coordonne. Si ces observateurs accélèrent, il ne peut y avoir aucun système du même rang partagé. Par conséquent, les observateurs verront différents états de quantum et ainsi différents vides.
Dans certains cas, le vide d'un observateur n'est pas même en l'espace des états de quantum de l'autre. En termes techniques, ceci survient parce que les deux vides mènent aux représentations séparément inequivalent des relations de commutation canoniques de de champ de quantum . C'est parce que deux observateurs mutuellement de accélération peuvent ne pas pouvoir trouver une transformation du même rang globalement définie rapporter leurs choix du même rang.
Un observateur de accélération percevra une formation apparente d'horizon d'événement (voir l'espace-temps de Rindler de ). L'existence du rayonnement d'Unruh de peut être liée à cet horizon d'événement apparent , le mettant dans le même cadre conceptuel que le rayonnement colportant . D'une part, l'effet d'Unruh prouve que la définition de ce qui constitue un " ; particle" ; dépend de l'état de mouvement de l'observateur.
Le champ (libre) doit être décomposé en positif et les composants négatifs de la fréquence avant de définir la création et les opérateurs d'annihilation de ceci peut seulement être fait dans les spacetimes avec un champ du vecteur de massacre de de Timelike . Cette décomposition s'avère justement être différente dans le cartésien et le Rindler coordonne (bien que les deux sont rapportés par une transformation de Bogoliubov de ). Ceci explique pourquoi le " ; numbers" de particules ; , qui sont définis en termes d'opérateurs de création et d'annihilation, être différent dans les deux coordonnées.
Juste comme l'espace-temps de Rindler peut être vu comme modèle de jouet de pour les trous noirs et les horizons cosmologiques l'effet d'Unruh fournit un modèle de jouet pour expliquer le rayonnement colportant .
Calculs
La température observée par une particule uniformément de accélération est : = de
Ainsi la température du vide, vue par un observateur accéléré par l'accélération de la gravité de la terre du '' g '' = 9.81 le ² du m/s, est seulement 4× ; 10&minus ; 20 K . Pour un essai expérimental de l'effet d'Unruh il est prévu pour employer des accélérations jusqu'au ² de 1026 m/s, qui donnerait une température environ de 400.
D'autres implications
L'effet d'Unruh fait également différer le taux d'affaiblissement de particules accélérées des particules à inertie. Les particules stables comme l'électron ont pu avoir des taux de transition différents de zéro aux états de la masse plus élevée une fois accélérées assez rapidement.
Voir également
Le Rindler coordonne Production de paires
Particule virtuelle
Rayonnement colportant
Superradiance
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