安鲁效应

✍ dations ◷ 2025-06-08 13:17:33 #量子场论,热力学,物理现象,相对论

安鲁效应(英语:Unruh effect),有时称为傅苓-戴维斯-安鲁效应(Fulling–Davies–Unruh effect),为一种预测:一名加速运动的观察者可以观测到惯性观察者无法看到的黑体辐射,即加速运动的观察者会发现自己处在一个温暖的宇宙背景中。用通俗讲法来说,一名等加速度观察者携带的温度计,排除掉其他可能的温度来源贡献后,仍可测到一个不为零的温度。

安鲁效应首先由如下人士提出:史蒂芬·傅苓(英语:Stephen Fulling)(1973年)、保罗·戴维斯(1975年)以及1976年在英属哥伦比亚大学的威廉·安鲁(英语:William G. Unruh)。

目前安鲁效应是否真的被观察到的情形仍不明朗,一些声称的观察结果具有争议性。另外,安鲁效应是否指出安鲁辐射的存在,也受到部分学者的质疑。

以加速度 a {\displaystyle a} 均匀加速的粒子所有的相应能量 k B T {\displaystyle k_{\textrm {B}}T} 为:

k B {\displaystyle k_{\textrm {B}}} 是玻尔兹曼常数, T {\displaystyle T} 是以开尔文温标(K)表示的绝对温度, {\displaystyle \hbar } 是约化普朗克常数, c {\displaystyle c} 是真空中光速。

因此,因为地球重力场而以加速度 g {\displaystyle g} = 9.81 m/s 2 {\displaystyle =9.81\;{\textrm {m/s}}^{2}} 加速的一颗粒子,其所见到的真空温度只有 4 × 10 20 K {\displaystyle 4\times 10^{-20}\;{\textrm {K}}} 。要从实验上验证安鲁效应,加速度须达 10 26 m/s 2 {\displaystyle 10^{26}\;{\textrm {m/s}}^{2}} ,以得到约 4 × 10 5 K {\displaystyle 4\times 10^{5}\;{\textrm {K}}} 的温度。

安鲁效应也导致加速粒子的衰变率与惯性粒子的不同。如质子等的稳定粒子在加速时具有不为零的衰变率。

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