安鲁效应

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后，仍可测到一个不为零的温度。

安鲁效应首先由以下人士提出：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）。^[1][2][3]

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。

方程

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

${\displaystyle k_{\textrm {B}}T={\frac {\hbar a}{2\pi c}}}$

${\displaystyle k_{\textrm {B}}}$是玻尔兹曼常数，${\displaystyle T}$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，${\displaystyle c}$是真空中光速。

诠释

数学计算

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

其他影响

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。^{[4] [5] [6]}

安鲁辐射

实验证据

相关条目

• 随机电动力学
• 量子简谐振子
• 真空灾变
• 卡西米尔效应

参考文献

• 原始论文：Unruh, W.G., "Notes on black hole evaporation", Phys. Rev. D 14, 870 (1976)
• 本文引用：

1. Fulling, S. A. Nonuniqueness of Canonical Field Quantization in Riemannian Space-Time. Physical Review D. 1973, 7 (10): 2850. Bibcode:1973PhRvD...7.2850F. doi:10.1103/PhysRevD.7.2850.
2. Davies, P. C. W. Scalar production in Schwarzschild and Rindler metrics. Journal of Physics A. 1975, 8 (4): 609. Bibcode:1975JPhA....8..609D. doi:10.1088/0305-4470/8/4/022.
3. Unruh, W. G. Notes on black-hole evaporation. Physical Review D. 1976, 14 (4): 870. Bibcode:1976PhRvD..14..870U. doi:10.1103/PhysRevD.14.870.
4. R. Mueller, Decay of accelerated particles, Phys. Rev. D 56, 953-960 (1997) preprint （页面存档备份，存于互联网档案馆）.
5. 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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）.
6. H. Suzuki and K. Yamada, Analytic Evaluation of the Decay Rate for Accelerated Proton, Phys. Rev. D 67, 065002 (2003) preprint （页面存档备份，存于互联网档案馆）.

• Thorne, Kip, Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy, W. W. Norton & Company; Reprint edition, January 1, 1995, ISBN 0-393-31276-3. (1994) - Chapter 12 "Black holes evaporate", especially pp. 444 (box 12.5) "Acceleration Radiation".