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Unruh-Effekt: »Ich bin mir selbst nicht sicher, ob ich es richtig verstehe«

Mehrere Forschungsgruppen wagen es erstmals, den seit 50 Jahren vorhergesagten Unruh-Effekt im Labor zu messen. Wie das funktionieren kann, erklärt die Physikerin Silke Weinfurtner.
Wellenlinien aus Lichtquanten

Teilchen, die plötzlich aus dem Nichts entstehen? Gemäß dem Unruh-Effekt würde ein stark beschleunigter Beobachter genau das beobachten. Die Theorie dazu scheint inzwischen recht gut verstanden, doch bisher konnte man das Phänomen nicht messen. Grund dafür ist, dass man extreme Bedingungen braucht: Man müsste einen Detektor innerhalb von Pikosekunden von null auf 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Die Physikerin Silke Weinfurtner von der University of Nottingham arbeitet seit 20 Jahren daran, solche unerreichbaren Phänomene im Labor zu untersuchen. Dafür entwirft sie gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen analoge Experimente: Sie erschafft Systeme, die sich aus mathematischer Sicht ebenso verhalten wie unnahbare Schwarze Löcher oder das Universum kurz nach dem Urknall. Aktuell widmet sie sich dem Unruh-Effekt. Das Team um Weinfurtner will in mehreren Versuchen das Vakuum mit suprafluidem Helium füllen, um den sonst zu schwachen Effekt zu verstärken. Indem man das Suprafluid mit einem kreisförmig beschleunigten Laserpunkt bescheint, sollte die Intensität des Lichts variieren – als ob der Laser auf zahlreiche Teilchen trifft.

Frau Weinfurtner, wie entstand bei Ihnen das Interesse, den Unruh-Effekt zu untersuchen?

Das hat sich zufällig durch den Standort Nottingham, an dem ich arbeite, ergeben. Mein Kollege Jorma Louko forscht seit Jahren an beschleunigten Detektoren und bat mich häufiger, die Doktorarbeiten seiner Studierenden zu begutachten. Da stellte ich fest, dass die Hauptentwicklung in dem Bereich sehr theoretisch ist: Man untersucht beispielsweise, wie ein Detektor in mehr als drei Raumdimensionen mit einem Quantenfeld wechselwirkt. Irgendwie fand ich es schade, dass ein Gebiet, bei dem es doch eigentlich um Messungen geht, über die Jahre so abstrakt geworden ist.

Woran liegt das?

Der Effekt ist extrem klein. Deshalb ist es bisher reine Mathematik und nicht Physik. Ich wollte einen Weg finden, das Phänomen trotzdem im Labor zu untersuchen. Denn ohne Experimente kann man den Unruh-Effekt nicht richtig verstehen.

Ich dachte, er sei schon recht gut verstanden?

Man bekommt erst ein Gefühl für etwas, sobald man es misst …

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