プランクエネルギーとは?
ぷらんくえねるぎー
プランクエネルギーとは、量子力学と一般相対性理論を統合する量子重力理論が必要となるとされるエネルギーの基本スケールです。
プランクエネルギー(Planck energy)は、物理学の基礎定数(プランク定数・光速・重力定数)から導かれる自然単位系の一つであり、量子重力の効果が無視できなくなるエネルギーの目安とされている。その値はおよそ1.956×10の9乗ジュール(約2ギガジュール)であり、これを粒子の静止質量エネルギーで表すと約1.22×10の28乗電子ボルトに相当する。
プランクエネルギーはプランク単位系(Planck units)のひとつであり、ドイツの物理学者マックス・プランクが提唱した。プランク単位系は、自然界の基本定数を全て1とおくことで構成される単位系であり、物理法則を最も簡潔な形で記述できる理論的な枠組みである。
プランクエネルギーが注目される理由は以下の通りである。
- このエネルギースケールでは量子効果と重力効果が同等の強さになり、現在の物理理論(量子力学と一般相対性理論)では記述が不完全になるとされる
- ビッグバン直後の宇宙初期がこのエネルギースケールにあったと推定される
- 超弦理論やループ量子重力理論など、量子重力の候補理論が有効となる領域を示す
現在の粒子加速器(LHCなど)で到達できるエネルギーはプランクエネルギーの数兆分の一以下であり、実験的に直接観測することは現時点では不可能である。しかし理論物理学・宇宙論の最前線において基準となる重要な概念であり、万物の理論(TOE)を探求する際の目標スケールとして位置づけられている。
使い方・例文
「超弦理論の研究では、プランクエネルギーのスケールで初めて量子重力の効果が顕在化すると考えられており、統一理論構築の鍵を握るエネルギースケールとされている。」
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