Radiação Unruh

Radiação não ruh é a previsão de que um observador acelerando através do espaço vazio detectará um banho quente de partículas, mesmo que um observador em repouso na mesma região veja apenas vácuo. Derivado pela primeira vez por William Unruh em 1976, mostra que a própria noção de "espaço vazio" depende do estado de movimento do observador.

A temperatura de Unruh

A temperatura que um detector de aceleração registra é definida inteiramente por sua aceleração adequada. a:

T = ħa / (2π c k_B)

Aqui ħ é a constante de Planck reduzida, c a velocidade da luz e k_B Constante de Boltzmann. A temperatura é surpreendentemente pequena: produzir até mesmo um Kelvin requer uma aceleração de cerca de 10²⁰ m/s², razão pela qual o efeito nunca foi medido diretamente. É, no entanto, uma previsão firme da teoria quântica de campos no espaço-tempo plano.

Por que o movimento muda o vácuo

Na teoria quântica de campos, o vácuo é o estado de energia mais baixa, mas a forma como a energia é dividida em partículas depende de como o observador define o tempo. Um observador inercial e um observador com aceleração uniforme usam coordenadas de tempo diferentes, então eles dividem o campo em diferentes conjuntos de modos de partículas. O que o observador inercial chama de “sem partículas”, o observador em aceleração – confinado ao Cunha Rindler — descreve como uma distribuição térmica de quanta reais e detectáveis.

Conexão com a radiação Hawking

O efeito Unruh é o primo do espaço-tempo plano de Radiação Hawking. Perto do horizonte de um buraco negro, um observador pairando deve acelerar para evitar cair, e a temperatura que mede corresponde à fórmula de Unruh com a igual à gravidade superficial local. O estudo da radiação Unruh no espaço plano isola, portanto, o papel do horizonte e da aceleração sem as complicações do espaço-tempo curvo, tornando-o uma pedra angular do trabalho moderno sobre horizontes, entropia e informação.

Um equívoco comum

A radiação Unruh não é energia criada do nada. As partículas que o detector de aceleração absorve são pagas pelo agente que fornece a força que mantém a aceleração do detector. A conservação de energia é válida; o efeito simplesmente revela que o “número de partícula” não é uma quantidade absoluta, mas depende do observador.