Efecto Unruh y aceleración relativa

Así es como entiendo el efecto Unruh: si una persona (digamos, Bob) se mueve con aceleración a en su nave espacial, verá un aparente horizonte de eventos a su alrededor, es decir, el vacío parecerá tener cierta temperatura T desde su punto de vista, donde T es dado por

T = ℏ a 2 π C k B

Ahora, imaginemos que Bob está parado en su nave espacial y Alice viene hacia él acelerando. a . ¿Bob vería que el vacío alrededor de Alice tiene una temperatura finita, o el efecto Unruh solo ocurre si el observador mismo está acelerando? Pensaría que Bob podría ver el espacio-tiempo "cálido" alrededor de Alice porque ella está acelerando hacia él desde el punto de vista de su marco de referencia, de la misma manera que el entorno de Bob está acelerando hacia él cuando él está acelerando. Sin embargo, estoy confundido en este punto.

Respuestas (1)

Esta es una buena (y notoriamente difícil) pregunta. Voy a seguir la explicación dada por Crispino, Higuchi y Matsas en su revisión 0710.5373, pero debe tener en cuenta que existen diferentes respuestas y que tampoco existe una prueba experimental (no controvertida) de este efecto.

Habiendo dicho todo eso, la imagen básica que tengo (y se da en la revisión, especialmente en la sección III.A) es que el observador inercial no ve ninguna radiación térmica. El observador acelerado ve radiación térmica, por lo que si el observador acelerado tiene consigo un detector de partículas (en la revisión esto se toma como un sistema de dos estados, con un estado fundamental y un estado excitado), la radiación térmica puede hacer que el detector de partículas para emocionarse. Desde la perspectiva del observador inercial, estas transiciones no ocurren debido a ninguna radiación térmica; el observador inercial no ve la radiación térmica. En cambio, la aceleración hace que el detector interactúe con el vacío de una manera que puede provocar una transición en el detector. Más o menos, el observador inercial ve que el detector de partículas experimenta un hamiltoniano dependiente del tiempo debido a la aceleración. El observador inercial ve al observador acelerado trabajando para mantener su aceleración, y este trabajo es la fuente última de la energía que causa las transiciones en el detector.

Para decir las cosas en términos más directos, el efecto Unruh a menudo se considera que significa que si aceleramos una olla de agua, puede hervir. En el marco de referencia acelerado, esto sucede porque el agua experimenta el baño termal. En el marco de inercia, esto sucede porque la olla acelerada puede interactuar con el vacío, y la energía finalmente proviene del trabajo necesario para acelerar la olla.

Gracias por el artículo. Sin embargo, ¿qué pasa si refinamos el experimento mental que sugerí? Es decir, colocamos un detector Unruh-DeWitt justo afuera de la nave espacial de Alice. ¿No vería Bob la partícula en el detector saltar del estado fundamental mientras Alice acelera y, por lo tanto, detectaría la radiación Unruh?
Sí, la radiación emitida por el detector de Alice en el marco de Bob se calcula en el artículo que cité. No diría que es una detección de la radiación Unruh per se, Bob no está viendo un baño termal de radiación, pero sí, estoy de acuerdo en que Bob verá el detector de Alice radiando a medida que sale de su estado fundamental ( hasta el hecho de que todo en este tema parece ser controvertido).
Oh, lo siento, ¿quieres decir que quieres poner un detector Unurh-DeWitt en el marco de Bob pero cerca de la nave de Alice en algún momento? Llamemos a eso el detector de Bob. Estoy de acuerdo en que el detector de Bob puede sufrir una transición si Alice tiene un detector que emite radiación utilizando el proceso anterior. En otras palabras, Bob es capaz de detectar la radiación del detector de Alice.
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