Quantum field theory for a rotating observer

Summary

In the context of the problem of inequivalent quantizations, we study the ease of a real massive scalar field in flat space, as perceived by a rotating observer. It is shown that, in the case of uniform rotation, the creation-annihilation operators are the same as those of an inertial observer, while, in the case of nonuniform rotation, a new vacuum state arises which is a superposition of couples of Minkowskian particles with opposite angular momentum along the axis of rotation. Comparison is made with the case of a linearly accelerating observer.

Riassunto

Nell’ambito del problema delle quantizzazioni inequivalenti, si studia il problema di un campo scalare reale con massa nello spazio-tempo piatto, visto da un osservatore rotante. Si mostra che, nel caso di rotazione uniforme, gli operatori di creazione e annichilazione sono gli stessi di un osservatore inerziale, mentre nel caso di rotazione non uniforme compare un nuovo stato di vuoto, sovrapposizione di coppie di particelle « minkowskiane » con componenti del momento angolare lungo l’asse di rotazione opposte. I risultati sono confrontati con quelli relativi al caso di un osservatore accelerato linearmente.