Φαινόμενο Unruh

Abstract

Σε αυτήν την διπλωματική έγινε μελέτη κβαντικών φαινομένων σε καμπυλωμένο χωρόχρονο. Παρόλο που η γενική θεωρία της σχετικότητας είναι μια κλασική θεωρία για την βαρύτητα μπορεί να γίνει μία ημικλασική προσέγγιση ούτως ώστε να περιγράφούν κάποια κβαντικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στον καμπυλωμένο χωρόχρονο. Ένα τέτοιο φαινόμενο αποτελεί και το φαινόμενο Unruh (ένα άλλο είναι το φαινόμενο της ακτινοβολίας Hawking των μελανών οπών) το φαινόμενο αυτό μας αποκαλύπτει ότι ο χωρόχρονος είναι γεμάτος από σωματίδια με μία θερμική κατανομή.Το φαινόμενο Unruh είναι αποτέλεσμα της επιταχυνόμενης κίνησης ενός παρατηρητή και της δυνατότητας του κβαντικου συστήματος να έχει διαφορετικές καταστάσεις για διαφορετικούς παρατηρητές. Σε αυτήν την διπλωματική έχει γίνει μία σύντομη εισαγωγή στην διαφορική γεωμετρία, ειδική και γενική θεωρία της σχετικότητας και στην κβαντική θεωρία πεδίου σε καμπυλομένο χωρόχρονο όπου τελικώς το φαινόμενο Unruh ήταν αποτέλεσμα της μελέτης της κβαντικής θεωρίας πεδίου στον καμπυλωμένο χωρόχρονο.

This thesis is dealing with quantum effects in curved spacetime. Although the General Relativity is a classical theory for gravitation a semi-classical approximation can applied to describe some quantum effects in curved spacetime. One of these effects is the Unruh effect (another one is Hawking radiation of black holes) which indicates that spacetime is full of particles governed thermal distribution. The Unruh effect is a result of observer’s accelerating motion along with the ability of quantum systems to hold different states for different observers. In this dissertation a brief introduction has been made to differential geometry, special relativity as well as general. A short study in quantum field theory in curved spacetime has been made, while the document concludes by the Unruh effect.