Unruh-Effekt und Relativbeschleunigung

So verstehe ich den Unruh-Effekt: Wenn sich eine Person (z. B. Bob) mit Beschleunigung bewegt A in seinem Raumschiff, dann sieht er einen scheinbaren Ereignishorizont um sich herum – das heißt, das Vakuum scheint eine gewisse Temperatur zu haben T aus seiner Sicht, wo T wird von gegeben

T = ℏ A 2 π C k B

Stellen wir uns nun vor, dass Bob in seinem Raumschiff stationär ist und Alice mit Beschleunigung auf ihn zukommt A . Würde Bob sehen, dass das Vakuum um Alice eine endliche Temperatur hat, oder tritt der Unruh-Effekt nur auf, wenn der Beobachter selbst beschleunigt? Ich würde denken, dass Bob die Raumzeit um Alice herum "warm" sehen könnte, weil sie aus der Sicht seines Referenzrahmens auf ihn zu beschleunigt, genauso wie Bobs Umgebung auf ihn zu beschleunigt, wenn er beschleunigt. Trotzdem bin ich in diesem Punkt verwirrt.

Antworten (1)

Das ist eine gute (und notorisch schwierige) Frage. Ich werde der Erklärung von Crispino, Higuchi und Matsas in ihrem Review 0710.5373 folgen, aber Sie sollten sich darüber im Klaren sein, dass es verschiedene Antworten gibt und es auch keinen (unumstrittenen) experimentellen Test dieses Effekts gibt.

Abgesehen davon ist das grundlegende Bild, das ich habe (und das in der Übersicht, insbesondere in Abschnitt III.A, wiedergegeben wird), dass der Trägheitsbeobachter keine Wärmestrahlung sieht. Der beschleunigte Beobachter sieht Wärmestrahlung, und wenn der beschleunigte Beobachter einen Teilchendetektor dabei hat (in der Übersicht wird dies als Zweizustandssystem angenommen, mit einem Grundzustand und einem angeregten Zustand), kann die Wärmestrahlung den Teilchendetektor verursachen aufgeregt zu werden. Aus der Perspektive des Trägheitsbeobachters treten diese Übergänge nicht aufgrund von Wärmestrahlung auf – der Trägheitsbeobachter sieht keine Wärmestrahlung. Stattdessen bewirkt die Beschleunigung, dass der Detektor mit dem Vakuum auf eine Weise interagiert, die einen Übergang im Detektor bewirken kann. Mehr oder weniger, Der Trägheitsbeobachter sieht, dass der Teilchendetektor aufgrund der Beschleunigung einen zeitabhängigen Hamilton-Operator erfährt. Der Trägheitsbeobachter sieht, wie der beschleunigte Beobachter Arbeit in die Aufrechterhaltung seiner Beschleunigung investiert, und diese Arbeit ist die ultimative Quelle der Energie, die Übergänge im Detektor verursacht.

Direkter ausgedrückt wird der Unruh-Effekt oft so verstanden, dass ein Topf Wasser kochen kann, wenn wir ihn beschleunigen. Im beschleunigten Bezugsrahmen geschieht dies, weil das Wasser die Therme erfährt. Im Trägheitsrahmen geschieht dies, weil der beschleunigte Topf mit dem Vakuum interagieren kann, wobei die Energie letztendlich aus der Arbeit stammt, die zum Beschleunigen des Topfes erforderlich ist.

Vielen Dank für den Artikel. Was aber, wenn wir das von mir vorgeschlagene Gedankenexperiment verfeinern: das heißt, einen Unruh-DeWitt-Detektor direkt außerhalb von Alices Raumschiff platzieren. Würde Bob nicht sehen, wie das Teilchen im Detektor aus dem Grundzustand springt, wenn Alice beschleunigt, und daher die Unruh-Strahlung detektieren?
Ja, die von Alices Detektor in Bobs Rahmen emittierte Strahlung wird in dem von mir zitierten Artikel berechnet. Ich würde nicht sagen, dass dies eine Detektion der Unruh-Strahlung an sich ist – Bob sieht kein thermisches Strahlungsbad – aber ja, ich stimme zu, dass Bob sehen wird, wie Alices Detektor strahlt, wenn er aus seinem Grundzustand übergeht ( bis hin zu der Tatsache, dass alles in diesem Thema kontrovers zu sein scheint).
Oh Entschuldigung, Sie meinen, Sie wollen einen Unurh-DeWitt-Detektor in Bobs Rahmen, aber zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Nähe von Alices Schiff platzieren? Nennen wir das Bobs Detektor. Ich stimme zu, dass Bobs Detektor einen Übergang durchlaufen kann, wenn Alice einen Detektor hat, der nach dem obigen Verfahren Strahlung emittiert. Mit anderen Worten, Bob ist in der Lage, die Strahlung von Alices Detektor zu detektieren.
Unruh-Effekt und Relativbeschleunigung
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