一天一篇文章——Unruh acceleration radiation revisited


摘要:
当基态原子被加速,与之相互作用的场处于正常真空状态时,原子探测到Unruh辐射。我们发现,落入黑洞中的原子发射加速度辐射,在适当的初始条件下(Boulware真空态),其能谱与Hawking辐射非常相似。这一分析也提供了对加速度与重力等价的爱因斯坦等效原理的见解。对于匀加速运动的系统,利用两点热关联函数的Kubo–Martin–Schwinger( KMS )周期性也可以得到Unruh温度。
正文:
本文是为了纪念Schwinger先生所写的一个回顾性文章。我们主要的目的是学习其中的推导过程以及一些物理解释。
最近一项工作提出了HBAR的观点,它的灵感来自于平直时空中的量子光学,它预测匀加速运动的原子会发出具有Unruh温度的热辐射。
这一发现有几个特点。例如,一个反对意见可能是原子的加速度为零时。那么辐射从何而来?但这忽略了假设场的状态为Boulware真空态,在该真空态中,无穷远处的粒子含量为零,但在视界附近充满了粒子(能量密度实际上在视界上发散)。与原子相互作用的正是那些粒子。并且从远处看,原子好像在掉进黑洞时被加速了。这里定义的真空态很特殊,其实本身有三种,后续的文章中会介绍。
首先文章从不同的角度计算了Unruh温度(1.平直时空中加速运动的探测器。2.Rindler时空中静止的探测器。),并且有加速的镜子的计算方法(1.原子静止,镜子加速。2.镜子静止,原子加速)。然后计算了加速辐射和等效原理的关系。注意还有Bogoliubov变换的计算过程。