المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11414 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
شخصية الإمام الرضا ( عليه السلام )
2024-05-18
{ان رحمت اللـه قريب من الـمحسنين}
2024-05-18
معنى التضرع
2024-05-18
عاقبة من اخذ الدنيا باللعب
2024-05-18
من هم الأعراف؟
2024-05-18
{ان تلكم الـجنة اورثتموها بما كنتم تعملون}
2024-05-18

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

The Unruh Density Matrix  
  
1727   02:54 صباحاً   date: 14-12-2015
Author : Leonard Susskind And James Lindesay
Book or Source : AN INTRODUCTION TO BLACK HOLES, INFORMATION, AND THE STRING THEORY REVOLUTION
Page and Part :

The Unruh Density Matrix

      Now let us consider the space of states describing a Lorentz invariant quantum field theory in Minkowski space. In Figure 1.1 the surface T = 0 of Minkowski space is shown divided into two halves, one in Region I and one in Region III.F or the case of a scalar field χ the fields at each point

              

Fig. 1.1. Fields on the spacelike surface T = 0 in Minkowski space.

of space form a complete set of commuting operators. These fields may be decomposed into two subsets associated with regions I and III. we call the χR and χL respectively. Thus

 (1.1)

The general wave functional of the system is a functional of χL and χR

Ψ = Ψ(χL, χR)   (1.2)

We wish to compute the density matrix used by the Fidos in Region I to describe their Rindler world. In particular we would like to understand the density matrix ρR which represents the usual Minkowski vacuum to the Fidos in Region I.

          First let us see what we can learn from general principles. Obviously the state Ψ is translationally invariant under the usual Minkowski space translations Th us the Fidos must see the vacuum as invariant under translations along the X and Y axes. However, the translation invariance along the Z axis is explicitly broken by the act of singling out the origin Z = 0 for special consideration. From the X, Y translation invariance we conclude that ρR commutes with the components of momentum in these directions

 (1.3)

A very important property of ρR is that it is invariant under Rindler time translations ω ω + constant. This follows from the Lorentz boost invariance of Ψ. Thus

 (1.4)

To proceed further we must use the fact that Ψ(χL, χR) is the ground state of the Minkowski Hamiltonian. General path integral methods may be brought to bare on the computation of the ground state wave functional. Let us assume that the field theory is described in terms of an action

 (1.5)

The so-called Euclidean field theory is defined by replacing the time coordinate T by iX0. For example, the Euclidean version of ordinary scalar field theory is obtained from the usual Minkowski action

 (1.6)

Letting T iX0 we obtain the Euclidean action

 (1.7)

Now a standard method of computing the ground state by path integration is to use the Feynman–Hellman theorem. Suppose we wish to compute Ψ(χL, χR).Then we consider the path integral

 (1.8)

where the path integral is over all χ(x) with X0 > 0 and Z is an appropriate normalization factor .The field χ(x) is constrained to equal (χL, χR) on the surface X0 = 0. Finally the action IE is evaluated as an integral over the portion of Minkowski space with X0 > 0.

         The boost invariance of the original Minkowski action insures that the Euclidean action has four dimensional rotation invariance. In particular, the invariance under ω-translations becomes invariance under rotations in the Euclidean (Z,X0) plane. This suggests a new way to carry out the path integral. Let us define the Euclidean angle in the (Z,X0) plane to be θ. The angle θ is the Euclidean analogue of the Rindler time ω. Now let us divide the region X0 > 0 into infinitesimal angular wedges as shown in Figure 1.2.

            

Fig. 1.2. Euclidean analogue of Rindler space for path integration

The strategy for computing the path integral is to integrate over the fields in the first wedge between θ = 0 and θ = δθ. The process can be iterated until the entire region X0 > 0 has been covered.

        The integral over the first wedge is defined by constaining the fields a θ = 0 and θ = δθ. This defines a transfer matrix G in the Hilbert space of the field configuration χR. The matrix is recognized to be

G = (1 δθHR) .   (1.9)

To compute the full path integral we raise the matrix G to the power π/δω giving

 (1.10)

In other words, the path integral defining Ψ is computed as a transition matrix element between initial state χR and final state χL. The infinitesimal generator which pushes θ surfaces forward is just the Rindler Hamiltonian. Now we are prepared to compute the density matrix ρR. The density matrix ρR is given by

 (1.11)

Now using equation 1.10 we get

 (1.12)

In other words, the density matrix is given by the operator

 (1.13)

        This remarkable result, discovered by William Unruh in 1976 , says that the Fidos see the vacuum as a thermal ensemble with a density matrix of the Maxwell–Boltzmann type. The temperature of the ensemble is

 (1.14)

      The derivation of the thermal character of the density matrix and the value of the Rindler temperature in equation 1.14 is entirely independent of the particulars of the relativistic field theory. It is equally correct for a free scalar quantum field, quantum electrodynamics, or quantum chromodynamics.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.




تعد الأولى من نوعها.. ادارة مستشفى الثقلين للأورام في البصرة تكشف مميزات أجهزة قسم العلاج الإشعاعي
بالفيديو: يعد من المشاريع العملاقة والمهمة.. تعرف على الأسباب التي دعت العتبة الحسينية لافتتاح اكاديمية الثقلين للتوحد واضطرابات النمو في البصرة
يعد من التحاليل المهمة للكشف المبكر عن عدد من الامراض.. مستشفى تابع للعتبة الحسينية يكشف عن إحصائية فحوصات بروتين (A) الخاصة بالنساء لشهري آذار ونيسان
يشمل أكثر من (400) طالبة على شكل دفعات.. العتبة الحسينية تنظم برنامجا لتكريم المتفوقات من ذوات الإعفاء العام في النجف الاشرف