Der Unruh-Effekt ist ein Phänomen in der Quantenfeldtheorie, das bewirkt, dass ein beschleunigter Beobachter sich einer Schwarzkörperstrahlung mit einer Temperatur proportional zur Beschleunigung ausgesetzt sieht.
Der Effekt wurde 1976 von William Unruh an der University of British Columbia in Kanada vorhergesagt. Eine experimentelle Überprüfung, die zurzeit als schwierig, aber nicht unmöglich angesehen wird, steht noch aus.
Der Effekt beruht darauf, dass der Grundzustand einer Quantenfeldtheorie in der Minkowski-Raumzeit in Koordinaten für einen Teil der Raumzeit, nämlich das Rindler-Wedge, dargestellt wird. Das Rindler-Wedge entspricht der Region der Raumzeit, in der [math]x\gt|t|[/math] ist, es ist also die Hälfte des Gebiets, das raumartig zum Ursprung ist. Auf diesem Gebiet lässt sich für jede Beschleunigung ein Koordinatensystem wählen, in dem Beobachter mit dieser Beschleunigung ruhen. Diese Koordinatensysteme entsprechen verschiedenen Normierungen des zeitartigen Killing-Vektorfeldes des Wedges. Die Beschränkung des Grundzustands auf ein solches Koordinatensystem ergibt einen thermodynamischen Gleichgewichtszustand.
Die der Temperatur T äquivalente Energie k T, die der gleichförmig beschleunigte Beobachter sieht, ist:
Dabei bedeutet
Um eine Vorstellung von der Größenordnung des Effekts zu geben: bei einer Beschleunigung durch die Erdanziehung von g = 9,81 m/s² ist die Temperatur durch den Unruh-Effekt nur 4 · 10−20 K. Für einen experimentellen Test des Effekts, bei dem ein Elektron durch das elektrische Feld eines Lasers beschleunigt wird, ergeben sich Beschleunigungen von bis zu 1026 m/s², die einer Temperatur von 400.000 K entsprechen.