宇宙のエネルギー単位:TeV入門
私たちの日常生活は、電気や熱などのエネルギーなしには成り立ちません。例えば、照明を灯したり、温かい食事を作ったり、車を走らせたりと、あらゆる場面でエネルギーが使われています。私たちが普段使うエネルギーの単位は、ジュール(J)やカロリー(cal)ですが、これはマクロな世界での尺度と言えます。目に見えないミクロの世界では、原子核や素粒子といった極めて小さなものが飛び交い、全く異なるエネルギーのスケールで動いています。
ミクロの世界のエネルギーを表す単位としてよく使われるのが、「エレクトロンボルト(eV)」です。1eVは、電子1個が1ボルトの電圧で加速されたときに得るエネルギーに相当します。電子は非常に小さな粒子なので、1eVというエネルギーも非常に小さなものになります。しかし、原子や分子といった極微の世界では、この1eVというエネルギーが重要な意味を持つのです。例えば、水素原子の最もエネルギーの低い状態(基底状態)と、次にエネルギーの高い状態(励起状態)とのエネルギー差は約10eVです。このように、エレクトロンボルトは、原子や分子のエネルギー準位、化学反応におけるエネルギー変化、光のエネルギーなどを表すのに便利な単位となっています。