电场中相互作用带电粒子与Unruh效应

我们计算了质量为 $M$ 和 $m$ 的带电粒子在恒定电场加速下并通过第三种场的量子交换而相互作用时的跃迁振幅。我们采用二阶量子化方法，以同时考虑由跃迁引起的反冲效应和带电场的真空不稳定性。尽管存在这两种效应，当交换粒子为中性时，粒子数分布的平衡比简单地为 $\exp(\pi (M^2 - m^2)/eE)$。因此，在 $(M-m)/M \to 0$ 极限下，人们重新得到以温度 $a/2\pi$ 为表征的Unruh结果，其中 $a$ 为加速度。当交换粒子带电时，其真空不稳定性阻碍了对平衡态的简单描述。然而，在交换粒子电荷趋于零的极限下，平衡分布再次为玻尔兹曼分布，但其不仅由温度表征，还由交换粒子所感受到的电势表征。因此，本工作确认了有视界存在时的热力学并不依赖于半经典处理。文中强调了其与带电黑洞热力学的关系。