安魯效應

安魯效應（英語：Unruh effect），有時稱為傅苓-戴維斯-安魯效應（Fulling–Davies–Unruh effect），為一種預測：一名加速運動的觀察者可以觀測到慣性觀察者無法看到的黑體輻射，即加速運動的觀察者會發現自己處在一個溫暖的宇宙背景中。用通俗講法來說，一名等加速度觀察者攜帶的溫度計，排除掉其他可能的溫度來源後，仍可測到一個不為零的溫度。

安魯效應首先由以下人士提出：史蒂芬·傅苓（英語：Stephen Fulling）（1973年）、保羅·戴維斯（1975年）以及1976年在英屬哥倫比亞大學的威廉·安魯（英語：William G. Unruh）。^[1][2][3]

目前安魯效應是否真的被觀察到的情形仍不明朗，一些聲稱的觀察結果具有爭議性。另外，安魯效應是否指出安魯輻射的存在，也受到部份學者的質疑。

方程式

以加速度 ${\displaystyle a}$ 均勻加速的粒子所有的相應能量${\displaystyle k_{\textrm {B}}T}$為：

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

${\displaystyle k_{\textrm {B}}}$是玻爾茲曼常數，${\displaystyle T}$是以開爾文溫標(K)表示的絕對溫度，${\displaystyle \hbar }$是約化普朗克常數，${\displaystyle c}$是真空中光速。

詮釋

數學計算

因此，因為地球重力場而以加速度${\displaystyle g}$${\displaystyle =9.81\;{\textrm {m/s}}^{2}}$加速的一顆粒子，其所見到的真空溫度只有${\displaystyle 4\times 10^{-20}\;{\textrm {K}}}$。要從實驗上驗證安魯效應，加速度須達${\displaystyle 10^{26}\;{\textrm {m/s}}^{2}}$，以得到約 ${\displaystyle 4\times 10^{5}\;{\textrm {K}}}$的溫度。

其他影響

安魯效應也導致加速粒子的衰變率與慣性粒子的不同。如質子等的穩定粒子在加速時具有不為零的衰變率。^{[4] [5] [6]}

安魯輻射

實驗證據

相關條目

• 隨機電動力學
• 量子簡諧振子
• 真空災變
• 卡西米爾效應

參考文獻

• 原始論文：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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.
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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.
6. H. Suzuki and K. Yamada, Analytic Evaluation of the Decay Rate for Accelerated Proton, Phys. Rev. D 67, 065002 (2003) preprint （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.

• 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".