Natural units(particle & hadron & atomic physics)

우선 Particle data group에서 단위계를 구성하는 제일 기본 단위를 빛의 속도와 플랑크 상수로 정의했다.

$$c=299,792,458 m/s$$

$$h=6.626070015 \cdot 10^{-34} J \cdot s$$

 

추가로

$$exact하게 정의된 값  : e=1.602 176 634×10^{−19} C$$

$$.아보가드로수 \: N_A=6.022 140 76×1023 mol^{−1} $$

$$, 볼츠만 상수\:  k=1.380 649×10^{−23} J\cdot K^{−1} = 8.617 333 262. . . × 10^{−5} eV \cdot K^{−1}  $$

 

\(+\alpha \; :\; \hbar c =197 MeV \cdot fm\)

\(1fm=10^{-15}m\)

 

중요한건 빛의 속도와 플랑크 상수가 모든 물리에서 상수로 받아들여진다는 사실이다.

 

따라서, 입자물리와 핵물리 원자 물리등에서 natural units 을 도입한다.

1.

$$c=1$$

2.

$$\hbar = 1 $$

( 볼츠만 상수(k)도 물리학계에서는 상수로 정의했다.

$$k=1$$ )

 

일반적으로 MKS(meter kg second) unit을 많이 사용하는데 이와 호환하기 위해 다음과 같은 등식이 필요하다.

$$eV^i \cdot \hbar^j \cdot c^k=kg^l \cdot m^m \cdot s^n$$

 

이에 따라 \(c=1,\hbar=1, \;  k=1 \)이므로  모든 물리량은 \(eV, \; 1/eV\)으로 표현된다.

 

$$Energy : eV$$

$$Mass:eV$$

$$Momentum:eV$$

$$Temperature:eV$$

그리고

$$Time:1/eV$$

$$Distance=1/eV$$

 

 만약 이 물리량등을 실용적으로 사용하거나 실제값을 얻기 위해서 다음과 같이 \(c \; or\; k \; or\; \hbar  \)을 곱해야 한다.

$$Energy:eV$$

$$Mass:eV/c^2$$

$$Momentum:eV/c$$

$$Termperature:eV/k$$

그리고

$$Time:\hbar/eV$$

$$Distance:\hbar c /eV$$

 

※꼭 기억해야할 것

$$Mass:eV/c^2$$

$$Momentum:eV/c$$