研究人员提出超辐射方法实验验证昂鲁效应

一个国际研究团队提出了一个新颖的实验蓝图，旨在将理论上预测的昂鲁效应（Unruh effect）引入经验验证的范畴。这项详细载于2025年提案中的方法，核心在于利用精确设计的法布里-珀罗（Fabry-Pérot）光学腔内的超辐射现象。昂鲁效应的核心挑战历来在于其观测难度：加速观测者将量子真空感知为热浴。要实现这一感知，所需的加速度必须与恒星级黑洞视界附近的加速度相当，这一门槛此前被认为在地球实验中无法企及。威廉·昂鲁（William Unruh）于1976年提出的昂鲁效应，是量子场论和广义相对论中一个著名的但尚未得到证实的理论预测。

拟议的实验方法通过利用超辐射现象，巧妙地克服了这一观测障碍。超辐射是一种原子紧密排列时合作发射出强烈、同步光脉冲的过程，这一概念最早由罗伯特·迪克（Robert Dicke）在1950年代提出。这项研究的关键创新在于，将超辐射闪光的精确时间作为可测量的特征信号。当原子受到昂鲁效应所诱导的微弱热扰动影响时，预计光脉冲的发射时间会略微提前。研究人员认为，这种微小的时间偏移提供了一个独特的标记，能够有效地将所需的昂鲁信号从普遍存在的背景噪声中分离出来。

该实验架构依赖于法布里-珀罗光学腔。这种腔体利用两面高反射率的平行镜，在放大超辐射发射的同时，能够有力地抑制外部噪声源。这种精密的设置对于检测威廉·昂鲁在1976年提出的微妙效应至关重要，他将加速运动与感知温度联系起来。印度科学教育与研究学院（IISER）莫哈利分校的首席研究员阿希尔·德斯瓦尔（Akhil Deswal），与斯德哥尔摩大学的纳夫迪普·阿里亚（Navdeep Arya）、金贾尔克·洛昌（Kinjalk Lochan）以及桑迪普·K·戈亚尔（Sandeep K. Goyal）共同在著名期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）上发表了他们的实验方案。

这项工作标志着对先前理论限制的重大突破，因为该方案所需的加速度量级比以往认为获得任何可测量信号所需的量级低了数个数量级。在受控的实验室环境中确认昂鲁效应，将为研究此前仅限于极端宇宙环境的现象提供一个地面窗口，从而连接量子力学、热力学和广义相对论。昂鲁效应认为量子真空的定义是路径依赖的，如果能够通过实验验证这一点，将证实现代物理学中关于非惯性参照系的一个核心原理。研究团队总结认为，观测到这种时间标记，为在可控的、非宇宙学的条件下研究受引力影响的量子现象打开了大门。