Effet Unruh

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L'effet Unruh, parfois aussi appelé radiation de Fulling-Davies-Unruh, prédit qu'un observateur en mouvement uniformément accéléré observera un rayonnement de corps noir, là où un observateur dans un référentiel inertiel n'en verra pas. Autrement dit, l'observateur en mouvement uniformément accéléré se retrouvera dans un environnement chaud à une température T. Il fut découvert en 1976 par William Unruh de l'Université de la Colombie-Britannique.

Il trouve son explication dans les fluctuations du vide quantique. Contrairement à l'effet Casimir, les particules virtuelles ne se manifestent pas à cause d'une modification du champ électromagnétique. Leur fréquence se décale suite au déplacement accéléré de l'observateur, selon un mécanisme proche de l'effet Doppler relativiste.

Formule mathématique

On obtient le rapport entre la température T et l'accélération a grâce à la formule :

$k_{\rm B} T = \frac{\hbar a}{2\pi c}$,

où k_B représente la constante de Boltzmann, ℏ (prononcer « h-barre ») la constante de Planck réduite, π le nombre pi et c la vitesse de la lumière.

Lien avec l'évaporation des trous noirs

L'effet Unruh constitue un analogue cinématique au rayonnement des trous noirs, prédit par Stephen Hawking. En effet, le principe d'équivalence de Einstein indique que les effets (locaux) d'un champ gravitationnel sont en tous points semblables aux effets d'une accélération uniforme. En conséquence, l'attraction d'un trou noir provoquerait l'apparition d'un rayonnement de corps noir, comme le prévoit le physicien britannique. En fait, par rapport à l'évaporation des trous noirs, l'effet Unruh est même bien plus facile à décrire conceptuellement (il ne nécessite pas la relativité générale), même s'il fut découvert après cette dernière, dont il est une conséquence relativement immédiate.

Liens externes

• Nathaniel Obadia, Le modèle de Davies-Fulling. Un modèle pour la radiation de Hawking. (thèse)