Эффект Унру

Эффект Унру состоит в возникновении Планковского излучения в ускоряющейся системе отсчета, при отсутсвии этого излучения в инерциальной системе отсчета. Другими словами ускоряющийся наблюдатель увидит фон излучения вокруг себя, даже если неподвижный наблюдатель не видит ничего. Основное квантовое состояние (вакуум) в неподвижной системе переходит в состояние термодинамического равновесии в ускоряющейся системе отсчета. Эффект был открыт в 1976 году Биллом Унру из Университета British Columbia.

Унру показал, что понятие о вакууме зависит от того, как наблюдатель движется сквозь пространство-время. Если вокруг неподвижного наблюдателя находится только вакуум, то ускоряющийся наблюдатель увидит вокруг себя много частиц, находящихся в термодинамическом равновесии, то есть теплый газ. Эффект Унру произвел переворот в понимании слова вакуум, так как теперь можно говорить о вакууме только относительо какого-то объекта.

По современным определениям, понятие вакуум - не то же самое, что и пустое пространство, так как все пространство заполнено квантованными поями. Вакуум - это самое простое, самое низшее из возможных состояний. Энергетические уровни любого квантованного поля зависят от Гамильтониана, который, в свою очередь, зависит от координат, импульсов и времени. Согласно специальной теории относительности, два наблюдателя, двигаясь навтречу, должны использовать различные временные координаты. Поэтому гамильтониан, а значит и понятие вакуума, зависит от системы отсчета.

Как известно количество частиц является собственным значением оператора, зависящего от операторов рождения и уничтожения. Перед тем, как определить оперторы рождения и уничтожения, нам нужно разложить свободное поле на положительные и отрицательные частотные компоненты. А это можно сделать только в пространствах с времени-подобным вектором Киллинга. Разложение будет разным в Декартовых и Риндлеровских координатах, несмотря на то что они связаны преобразованием Боголюбова. Именно поэтому количество частиц зависит от системы отсчета.

Эффект Унру объясняет излучение Хокинга в игрушечной модели.

Численное значение

Средняя энергия kT равномерно ускоряющейся частицы равна

kT = \frac{\hbar a}{2\pi c}

Так темепература вакуума, в системе частицы, двигающейся в условиях притяжения Земли с ускорением 9.81 м/с равна 4×10−20 К. Для экспериментальной проверки Эффекта Унра планируется достигнуть ускорения частиц 1026 м/с², что соответсвует температурам около 400,000 K (Источник?)

Эффект Унру также влечёт за собой скорость ослабления потока ускоренных частиц.[1] [2] [3]

Смотри также

Источники

  1. R. Mueller, Decay of accelerated particles, Phys. Rev. D 56, 953-960 (1997) preprint.
  2. D. A. T. Vanzella and G. E. A. Matsas, Decay of accelerated protons and the existence of the Fulling-Davies-Unruh effect, Phys. Rev. Lett. 87, 151301 (2001)preprint.
  3. H. Suzuki and K. Yamada, Analytic Evaluation of the Decay Rate for Accelerated Proton, Phys. Rev. D 67, 065002 (2003) preprint.
 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home