插圖：卡爾·古斯塔夫森

一組物理學家表示，他們發現了加速物質的兩個特性，他們認為這可以使一種前所未見的輻射可見。新描述的特性意味著觀察輻射(稱為安魯效應)可能發生在桌面實驗室實驗中。

理論上，自然界中的安魯效應需要大量的加速度才能可見，而且因為它只能從真空中加速物體的角度才能看到，所以基本上是不可能看到的。但由于最近取得的進展，在實驗室實驗中見證安魯效應可能是可行的。

在這項新研究中，一組科學家描述了量子場的兩個以前未知的方面，這可能意味著可以直接觀察到安魯效應。首先是效果可以被激發，這意味著通常較弱的效果可以在某些條件下被誘使變得更加明顯。第二個現象是充分激發的加速原子可以變得透明。該團隊的研究于今年春天發表在《物理評論快報》上。

Unruh 效應(或 Fulling-Davies-Unruh 效應，以 1970 年代首次提出其存在的物理學家的名字命名)是根據量子場論預測的現象，它表明一個實體(無論是粒子還是宇宙飛船) ) 在真空中加速會發光——盡管任何不在真空中加速的外部觀察者都看不到這種輝光。

滑鐵盧大學物理學家、該研究的主要作者芭芭拉·索達在視頻通話中說：“加速度引起的透明度意味著，由于其運動的性質，它使安魯效應探測器對日常轉換透明。”與 Gizmodo。正如黑洞在引力吸引粒子時會發出霍金輻射一樣，物體在太空中加速時也會發出安魯效應。

從未直接觀察到安魯效應有幾個原因。一方面，這種效果需要大量的線性加速度才能發生;為了達到 1 開爾文的溫度，加速觀察者會看到輝光，觀察者必須以100千億米每秒平方的速度加速。安魯效應的輝光是熱的;如果一個物體加速得更快，輝光的溫度會更高。

已經提出了以前觀察安魯效應的方法。但是這個團隊認為他們有一個令人信服的機會來觀察這種效應，這要歸功于他們對量子場特性的發現。

麻省理工學院物理學家、最近工作的合著者 Vivishek Sudhir 說：“我們希望建立一個可以明確檢測 Unruh 效應的專用實驗，然后為研究各種相關方面提供一個平臺。” “明確是這里的關鍵形容詞：在粒子加速器中，實際上是一堆被加速的粒子，這意味著從一堆粒子之間的各種相互作用中推斷出極其微妙的安魯效應變得非常困難。”

“從某種意義上說，”Sudhir 總結道，“我們需要更精確地測量一個公認的單一加速粒子的特性，這不是粒子加速器的用途。”

霍金輻射預計將由黑洞發射，就像事件視界望遠鏡拍攝的這兩個一樣。

圖片：EHT 合作

他們提出的實驗的本質是在實驗室環境中刺激安魯效應，使用原子作為安魯效應檢測器。通過用光子轟擊單個原子，該團隊會將粒子提升到更高的能量狀態，并且其加速引起的透明度將使粒子對任何會混淆 Unruh 效應存在的日常噪音進行靜音。

Šoda 說，通過用激光刺激粒子，“你會增加看到 Unruh 效應的概率，并且概率會隨著你在場中的光子數量而增加。” “而且這個數字可能很大，具體取決于您擁有的激光強度。” 換句話說，因為研究人員可以用數萬億光子撞擊 粒子，所以他們將安魯效應發生的可能性提高了 15 個數量級。

由于安魯效應在許多方面類似于霍金輻射，研究人員認為他們最近描述的兩種量子場特性可能用于激發霍金輻射并暗示重力誘導透明度的存在。由于從未觀察到霍金輻射，解開安魯效應可能是朝著更好地理解黑洞周圍的理論輝光邁出的一步。

當然，如果 Unruh 效應不能在實驗室環境中直接觀察到——研究人員的下一步，這些發現就沒有多大意義。然而，究竟何時 進行該實驗仍有待觀察。