(Nota: solo estoy considerando el espacio-tiempo plano en esta pregunta). El efecto Unruh es que el estado cuántico que se parece al vacío en un marco inercial se ve como un baño térmico de partículas en un marco con la aceleración adecuada , con una temperatura efectiva . Presumiblemente, el observador acelerado no solo ve la radiación de Unruh, sino que también interactúa con ella. De hecho, si la radiación es lo suficientemente caliente, entonces el observador acelerado necesariamente se quemará. Pero estoy confundido sobre cómo se vería este proceso de quemado en el marco inercial, en el que no hay partículas excepto el observador acelerado. Por ejemplo, me parece que en el marco de inercia, uno podría observar a alguien acelerando más y más, y luego, de repente, "en combustión espontánea". ¿Qué explicaría esta "combustión" en el marco inercial?
Algunas personas con las que he hablado han señalado que "quemarse" no es un concepto definido con mucha precisión en la escala de la física de partículas, lo suficientemente justo. Aquí hay un problema de ejemplo (con suerte) completamente preciso (pero siéntase libre de ignorarlo si cree que el párrafo anterior ya presenta el problema con la precisión suficiente para responder). Suponga que fuera a someter un solo protón a un campo eléctrico estático y uniforme de fuerza V/m.* Tal campo impartiría una fuerza de kN en el protón y acelerarlo a una aceleración adecuada de EM . El protón observaría entonces la radiación de Unruh a una temperatura Hagedorn efectiva de K, por lo que se desconfinaría y sus quarks constituyentes se separarían. Pero en el marco de inercia, la temperatura sigue siendo cero y no hay un baño térmico "real" con el que interactúe el protón; simplemente parecería que el protón se desintegró solo por el campo eléctrico. Desde el marco inercial, ¿cuál sería el mecanismo de desconfinamiento?
Consulte también mi pregunta relacionada. ¿Se puede alejar la radiación de Hawking de un agujero negro? .
* Un campo eléctrico tan fuerte no sería posible en el mundo real, porque induciría la polarización del vacío y la creación de pares de partículas virtuales cargadas que reduciría la intensidad del campo. Pero creo que si uno tuviera que considerar un modelo simplificado con solo fotones, gluones y quarks arriba y abajo, entonces sería teóricamente posible.
En su propio marco, no inercial, las partículas cargadas en el cuerpo absorben radiación de lo que perciben como un estado térmico --- y así el cuerpo se calienta.
Desde el punto de vista de un observador de marco inercial, las partículas cargadas en el cuerpo emiten radiación y el retroceso de este proceso hace que las partículas se muevan entre sí, y así el cuerpo se calienta. La emisión o absorción es una noción dependiente del marco.
Leonard Susskind analiza un tema similar a este en el libro Introducción a los agujeros negros, la información y la revolución de la teoría de cuerdas , en el contexto de la explicación de la complementariedad de los agujeros negros.
Los procesos físicos pueden verse muy diferentes para diferentes observadores cuando hay una diferencia extrema en los marcos de referencia, especialmente si uno de ellos es inercial y el otro no inercial. Así como es posible que un observador distante vea a alguien arder en una pared de fuego en el horizonte de un agujero negro mientras que un observador en caída libre navega más allá del horizonte sin experimentar nada inusual, es posible que un observador en un marco inercial ve un protón ordinario, mientras que uno en un marco no inercial altamente acelerado ve un plasma de quark-gluón.
Incluso sin una diferencia en los marcos de referencia, siempre hay diferentes descripciones de la misma física cuando considera diferentes escalas de tiempo, o de manera equivalente, diferentes escalas de energía. Una comprensión wilsoniana del grupo de renormalización en la teoría cuántica de campos implica que existen teorías de campos efectivas que producen las mismas predicciones medibles para casi todos los propósitos prácticos que las teorías de campos más exactas definidas en una escala de energía más alta (escala de tiempo más corta). Por ejemplo, en algunos casos, existen "cascadas de dualidad" donde las cargas eléctricas asumen el papel de cargas magnéticas y viceversa. A medida que se acerca a escalas de tiempo cada vez más cortas y a una resolución espacial más alta, la física puede comenzar a verse muy diferente.
Un ejemplo que da Susskind es la estabilidad del protón. Aunque es estable en una escala de tiempo de al menos años, impulsar a un marco no inercial donde toma esa cantidad de tiempo para que pase menos de un segundo ordinario podría hacer que un observador lo vea decaer en un positrón u otras partículas. Desde el punto de vista de un observador inercial, las partículas resultantes de la "desintegración" son solo partículas virtuales temporales que contribuyen al propagador de protones, no se pueden medir físicamente. Pero para el observador no inercial, el protón puede ser muy inestable.
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