Ефект Унру — гіпотетичне явище виникнення планківського теплового випромінювання в системі відліку, що прискорюється, за відсутності цього випромінювання в інерціальній системі відліку. Іншими словами, спостерігач, що прискорюється, побачить фон випромінювання навколо себе, навіть якщо нерухомий спостерігач не бачить нічого.
Основний квантовий стан (вакуум) в нерухомій системі переходить в стан термодинамічної рівноваги в системі відліку, що прискорюється. Ефект був теоретично передбачений в 1976 році Біллом Унру з Університету Британської Колумбії. Враховуючи принцип еквівалентності, випромінювання Унру можна вважати аналогом випромінювання Гокінга. При рівноприскореному русі позаду тіла, що прискорюється, також виникає горизонт подій.
Унру показав, що поняття вакууму залежить від того, як спостерігач рухається крізь простір-час. Якщо навколо нерухомого спостерігача знаходиться тільки вакуум, то спостерігач, що прискорюється, побачить навколо себе багато частинок, що знаходяться в термодинамічній рівновазі, тобто теплий газ. Ефект Унру справив переворот в розумінні слова вакуум, оскільки тепер можна говорити про вакуум тільки щодо якогось об'єкта.
За сучасними визначеннями, поняття вакуум — не те ж саме, що і порожній простір, оскільки весь простір заповнений квантованими полями. Вакуум — це найпростіший, або найнижчий із можливих станів. Енергетичні рівні будь-якого квантованого поля залежать від гамільтоніана, який, у свою чергу, залежить від координат, імпульсів та часу. Відповідно до спеціальної теорії відносності, два спостерігачі, рухаючись назустріч, повинні використовувати різні тимчасові координати. Тому гамільтоніан, а отже й поняття вакууму, залежить від системи відліку.
Як відомо, кількість частинок є власним значенням оператора, залежного від операторів народження та знищення. Перед тим, як визначити оператори народження і знищення, потрібно розкласти вільне поле на позитивні та негативні частотні компоненти. А це можна зробити тільки в просторах з часово-подібним . Розклад буде різним у декартових та , попри те що вони зв'язані перетворенням Боголюбова. Саме тому кількість частинок залежить від системи відліку.
Ефект Унру пояснює випромінювання Гокінга в іграшковій моделі.
Чисельне значення
Температура спостережуваного випромінювання Унру виражається тією ж формулою, що і температура випромінювання Гокінга, але залежить не від поверхневої гравітації, а від прискорення системи відліку а:
,
де — зведена стала Планка,
— стала Больцмана,
— швидкість світла.
Так, температура вакууму в системі координат частинки, що рухається в умовах тяжіння Землі з прискоренням 9,81 м/с дорівнює 4×10−20 К. Для експериментальної перевірки ефекта Унру планується досягти прискорення частинок 1026 м/с², що відповідає температурам близько 400 тис. K
Ефект Унру також спричиняє за собою зміну швидкості розпаду прискорених частинок відносно частинок, що рухаються за інерцією. Стабільні частинки такі, як протон, набувають скінченний час розпаду.
Див. також
Джерела
- R. Mueller, Decay of accelerated particles, Phys. Rev. D 56, 953—960 (1997) preprint [ 2 червня 2016 у Wayback Machine.].
- D. A. T. Vanzella and G. E. A. Matsas, Decay of accelerated protons and the existence of the Fulling-Davies-Unruh effect, Phys. Rev. D 67, 065002 (2003) preprint [ 3 червня 2016 у Wayback Machine.].
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Div takozh Unru Efekt Unru gipotetichne yavishe viniknennya plankivskogo teplovogo viprominyuvannya v sistemi vidliku sho priskoryuyetsya za vidsutnosti cogo viprominyuvannya v inercialnij sistemi vidliku Inshimi slovami sposterigach sho priskoryuyetsya pobachit fon viprominyuvannya navkolo sebe navit yaksho neruhomij sposterigach ne bachit nichogo Osnovnij kvantovij stan vakuum v neruhomij sistemi perehodit v stan termodinamichnoyi rivnovagi v sistemi vidliku sho priskoryuyetsya Efekt buv teoretichno peredbachenij v 1976 roci Billom Unru z Universitetu Britanskoyi Kolumbiyi Vrahovuyuchi princip ekvivalentnosti viprominyuvannya Unru mozhna vvazhati analogom viprominyuvannya Gokinga Pri rivnopriskorenomu rusi pozadu tila sho priskoryuyetsya takozh vinikaye gorizont podij Unru pokazav sho ponyattya vakuumu zalezhit vid togo yak sposterigach ruhayetsya kriz prostir chas Yaksho navkolo neruhomogo sposterigacha znahoditsya tilki vakuum to sposterigach sho priskoryuyetsya pobachit navkolo sebe bagato chastinok sho znahodyatsya v termodinamichnij rivnovazi tobto teplij gaz Efekt Unru spraviv perevorot v rozuminni slova vakuum oskilki teper mozhna govoriti pro vakuum tilki shodo yakogos ob yekta Za suchasnimi viznachennyami ponyattya vakuum ne te zh same sho i porozhnij prostir oskilki ves prostir zapovnenij kvantovanimi polyami Vakuum ce najprostishij abo najnizhchij iz mozhlivih staniv Energetichni rivni bud yakogo kvantovanogo polya zalezhat vid gamiltoniana yakij u svoyu chergu zalezhit vid koordinat impulsiv ta chasu Vidpovidno do specialnoyi teoriyi vidnosnosti dva sposterigachi ruhayuchis nazustrich povinni vikoristovuvati rizni timchasovi koordinati Tomu gamiltonian a otzhe j ponyattya vakuumu zalezhit vid sistemi vidliku Yak vidomo kilkist chastinok ye vlasnim znachennyam operatora zalezhnogo vid operatoriv narodzhennya ta znishennya Pered tim yak viznachiti operatori narodzhennya i znishennya potribno rozklasti vilne pole na pozitivni ta negativni chastotni komponenti A ce mozhna zrobiti tilki v prostorah z chasovo podibnim inshi movi Rozklad bude riznim u dekartovih ta inshi movi popri te sho voni zv yazani peretvorennyam Bogolyubova Same tomu kilkist chastinok zalezhit vid sistemi vidliku Efekt Unru poyasnyuye viprominyuvannya Gokinga v igrashkovij modeli Chiselne znachennyaTemperatura sposterezhuvanogo viprominyuvannya Unru virazhayetsya tiyeyu zh formuloyu sho i temperatura viprominyuvannya Gokinga ale zalezhit ne vid poverhnevoyi gravitaciyi a vid priskorennya sistemi vidliku a T ℏ a 2 p k B c displaystyle T frac hbar a 2 pi k B c de ℏ displaystyle hbar zvedena stala Planka k B displaystyle k B stala Bolcmana c displaystyle c shvidkist svitla Tak temperatura vakuumu v sistemi koordinat chastinki sho ruhayetsya v umovah tyazhinnya Zemli z priskorennyam 9 81 m s dorivnyuye 4 10 20 K Dlya eksperimentalnoyi perevirki efekta Unru planuyetsya dosyagti priskorennya chastinok 1026 m s sho vidpovidaye temperaturam blizko 400 tis K Efekt Unru takozh sprichinyaye za soboyu zminu shvidkosti rozpadu priskorenih chastinok vidnosno chastinok sho ruhayutsya za inerciyeyu Stabilni chastinki taki yak proton nabuvayut skinchennij chas rozpadu Div takozhVirtualna chastinka Viprominyuvannya HokingaDzherelaR Mueller Decay of accelerated particles Phys Rev D 56 953 960 1997 preprint 2 chervnya 2016 u Wayback Machine D A T Vanzella and G E A Matsas Decay of accelerated protons and the existence of the Fulling Davies Unruh effect Phys Rev D 67 065002 2003 preprint 3 chervnya 2016 u Wayback Machine