In der Partikel-Physik und physischen Kosmologie ist die Skala von Planck eine Energieskala ungefähr 1.22 × 10 GeV (der durch die Massenenergie-Gleichwertigkeit zur Masse von Planck 2.17645 × 10 Kg entspricht), an dem Quant-Effekten des Ernstes stark werden. An dieser Skala bricht die Beschreibung von subatomaren Partikel-Wechselwirkungen in Bezug auf die Quant-Feldtheorie (wegen des non-renormalizability des Ernstes) zusammen. D. h. obwohl Physiker ein ziemlich gutes Verstehen der anderen grundsätzlichen Wechselwirkungen oder Kräfte auf dem Quant-Niveau haben, ist Ernst problematisch, und kann mit der Quant-Mechanik (an hohen Energien) das Verwenden des üblichen Fachwerks der Quant-Feldtheorie nicht integriert werden. Für Energien, die sich der Skala von Planck nähern, ist eine genaue Theorie des Quant-Ernstes erforderlich, und der aktuelle Hauptkandidat ist Schnur-Theorie oder seine modernisierte Form M Theorie. Andere Annäherungen an dieses Problem schließen Schleife-Quant-Ernst, Nichtersatzgeometrie und Kausale Mengenlehre ein. An der Skala von Planck, wie man erwartet, wird die Kraft des Ernstes vergleichbar mit den anderen Kräften, und es wird theoretisiert, dass alle grundsätzlichen Kräfte an dieser Skala vereinigt werden, aber der genaue Mechanismus dieser Vereinigung bleibt unbekannt.

Der Begriff Skala von Planck kann sich auch auf eine Länge-Skala oder zeitlichen Rahmen beziehen.

Die Länge von Planck ist mit der Energie von Planck durch den Unklarheitsgrundsatz verbunden. An dieser Skala brechen die Konzepte der Größe und Entfernung zusammen, weil Quant-Unbegrenztheit eigentlich absolut wird. Weil der Radius von Schwarzschild eines schwarzen Loches der Wellenlänge von Compton an der Skala von Planck grob gleich ist, würde ein Foton mit der genügend Energie, diesen Bereich zu untersuchen, keine Information überhaupt nachgeben. Jedes Foton, das energisch genug ist, um einen Planck-großen Gegenstand genau zu messen, konnte wirklich eine Partikel dieser Dimension schaffen, aber es würde massiv genug sein, um ein schwarzes Loch sofort zu werden (a.k.a. Partikel von Planck), so völlig dieses Gebiet des Raums verdrehend, und das Foton schluckend. Das ist das am meisten äußerste Beispiel, das des Unklarheitsgrundsatzes möglich ist und erklärt, warum nur eine Quant-Ernst-Theorie, die allgemeine Relativität mit der Quant-Mechanik beilegt, uns erlauben wird, die Dynamik der Raum-Zeit an dieser Skala zu verstehen. Skala-Dynamik von Planck ist für die Kosmologie wichtig, weil, wenn wir die Evolution des Weltalls zurück zum wirklichen Anfang in einer sehr frühen Bühne verfolgen, das Weltall so heiß gewesen sein sollte, dass Prozesse, die mit Energien so hoch verbunden sind wie die Energie von Planck (entsprechend Entfernungen so kurz wie die Länge von Planck), vorgekommen sein können. Diese Periode wird deshalb das Zeitalter von Planck oder Zeitalter von Planck genannt.

Theoretische Ideen

Die Natur der Wirklichkeit an der Skala von Planck ist das Thema von viel Debatte in der Welt der Physik, weil es sich auf eine überraschend breite Reihe von Themen bezieht. Es kann tatsächlich ein grundsätzlicher Aspekt des Weltalls sein. In Bezug auf die Größe ist die Skala von Planck (viele Größenordnungen unvorstellbar klein, die kleiner sind als ein Proton). In Bezug auf die Energie ist es unvorstellbar 'heiß' und energisch. Die Wellenlänge eines Fotons (und deshalb seine Größe) nimmt als seine Frequenz oder Energiezunahmen ab. Die grundsätzliche Grenze für eine Energie eines Fotons ist die Energie von Planck aus den Gründen, die oben zitiert sind. Das lässt den Planck einen faszinierenden Bereich für die Spekulation durch theoretische Physiker von verschiedenen Schulen des Gedankens erklettern. Ist das Skala-Gebiet von Planck eine kochende Masse von virtuellen schwarzen Löchern? Ist es ein Stoff unvorstellbar feiner Schleifen oder eines Drehungsschaum-Netzes? Wird darin durch unzählige Sammelleitungen von Calabi-Yau zwischeneingedrungen, die verbinden unser 3-dimensionales Weltall mit einem höheren dimensionalen Raum? Vielleicht 'sitzt' unser 3. Weltall auf einem 'brane', der es von 2, 5, oder 10-dimensionales Weltall trennt und das für die offenbare 'Schwäche' des Ernstes in unserem verantwortlich ist. Wie man betrachtet, gewinnen diese Annäherungen, unter mehreren andere, in Skala-Dynamik von Planck Einblick. Das würde Physikern erlauben, eine vereinigte Beschreibung aller grundsätzlichen Kräfte zu schaffen.

Experimente, die Skala von Planck untersuchend

Experimentelle Beweise der Skala-Dynamik von Planck sind schwierig vorzuherrschen, und bis ganz kürzlich zum nicht existierenden spärlich war. Obwohl es unmöglich bleibt, diesen Bereich direkt zu untersuchen, wie jene Energien gut außer der Fähigkeit zu jedem aktuellen oder geplanten Partikel-Gaspedal sind, gab es vielleicht eine Zeit, als das Weltall selbst Skala-Energien von Planck erreicht hat, und wir das Abendrot dieses Zeitalters mit Instrumenten wie die WMAP-Untersuchung gemessen haben, die kürzlich genügend Daten angesammelt hat, um Wissenschaftlern zu erlauben, zurück zum ersten trillionth einer Sekunde nach dem Urknall in der Nähe vom electroweak Phase-Übergang forschend einzudringen. Das ist noch mehrere Größenordnungen weg vom Zeitalter von Planck, als das Weltall an der Skala von Planck war, aber Untersuchungen wie Landvermesser von Planck geplant hat und sich bezogen hat, nehmen Experimente wie IceCube an, Strom astrophysical Maße außerordentlich zu übertreffen.

Ergebnisse vom Relativistischen Schweren Ion Collider haben zurück die Partikel-Physik-Grenze gedrängt, die flüssige Natur des Plasmas des Quarks-gluon zu entdecken, und dieser Prozess wird vom Großen Hadron Collider an CERN vermehrt, zurück die 'kosmische Uhr' für die Partikel-Physik noch weiter stoßend. Das wird wahrscheinlich zum Verstehen der Skala-Dynamik von Planck beitragen, und die Kenntnisse dessen schärfen, was sich von diesem Staat entwickelt. Kein Experiment-Strom oder geplant wird die genaue Untersuchung oder das ganze Verstehen der Skala von Planck erlauben. Dennoch sind genug Daten bereits angesammelt worden, um das Feld von bearbeitungsfähigen Inflationsweltall-Theorien einzuengen, und einige zu beseitigen, hat Erweiterungen auf das Standardmodell theoretisiert.

Physik von Sub-Planck

Sub-Planck bezieht sich auf die mutmaßliche Physik darüber hinaus oder kleiner als die Skala von Planck.

Das Elegante Weltall durch Brian Greene bespricht kurz die fremde Welt des sub-Plancks, und wie es das Quant-Weltall durch seine Durchschnitte "schafft". In seiner späteren Arbeit, Dem Stoff des Weltalls, stellt Greene fest, dass "sich der vertraute Begriff der Zeit und Raums in den sub-Planckian Bereich nicht ausstreckt, der darauf hinweist, dass Zeit und Raum, weil wir sie zurzeit verstehen, bloße Annäherungen an grundsätzlichere Konzepte sein kann, die noch unsere Entdeckung erwarten."

Siehe auch

• Einheiten von Planck
• Zeitalter von Planck
• Partikel von Planck
• Quant-Ernst
• Max Planck

Links

• Die Skala von Planck: Relativität trifft sich Quant-Mechanik entspricht Ernst vom 'Licht von Einstein' an UNSW
• Das Zeitalter von Planck von U von Astrophysik-Seiten von Tennessee
• Hoch-dimensionale Algebra- und Planck-Skala-Physik durch John C. Baez