Unruh-effekt

For å beskrive Unruh-effekten, er det nødvendig å først etablere betydningen av begrepet svartlegemestråling. Når et legeme har en endelig temperatur, avgir det varmestråling. Slik stråling består av elektromagnetiske bølger som forplanter seg gjennom rommet. Svartlegemestråling betegner varmestrålingen som avgis av et legeme som absorberer all innkommende stråling.

Hvis man plasserer en strålingsdetektor i tomt rom, kalt vakuum, vil den dermed ikke måle noen svartlegemestråling siden rommet er tomt. Unruh-effekten består av at dersom en strålingsdetektor akselereres gjennom vakuum, i stedet for å befinne seg i ro, vil den måle svartlegemestråling. Eksistensen av effekten ble utledet teoretisk av den amerikanske fysikeren William Unruh i 1976.

Unruh-effekten er en kvantemekanisk effekt som ikke opptrer i klassisk fysikk. Opprinnelsen til effekten kan forstås utfra to sentrale faktum:

1. Vakuum egentlig ikke er helt tomt, men har et fluktuerende elektromagnetisk felt til stede.
2. I et akselererende system må koordinatene til rom og tid beskrives annerledes enn koordinatene i et system som er i ro.

På grunn av transformasjonen til rom- og tidskoordinater i det akselererende systemet, vil temperaturen til det fluktuerende elektromagnetiske feltet som eksisterer i vakuum måles til å være forskjellig fra et system som er i ro.

Temperaturen som tilsvarer svartlegemestrålingen i Unruh-effekten er praktisk talt null, og dermed ikke målbar, for akselerasjoner som er mulig å oppnå med makroskopiske detektorer per 2020. For å måle en temperatur på 1 Kelvin via Unruh-effekten kreves en akselerasjon av størrelsesorden 10²⁰ m/s².