電子ボルト(eV)

素粒子物理学で使うエネルギーの単位です。

日常生活で見かけるエネルギーの単位には cal(カロリー)J(ジュール) があります。 これらは 人間が主役 のときに使うとちょうどよい大きさの単位です。

素粒子物理学では、非常に小さな小さな 素粒子たちが主役 なので、 彼らに合った大きさの単位を使った方が便利です。 そこで 電子を基準 にした(ような)単位を使います。

1 eV の定義

1 eV は 電子1個を1Vで移動させるときに必要なエネルギーです。 電子1個が持つ電荷は 素電荷 と呼ばれ \(1.6 \times 10^{-19}\) C(クーロン)です。 この素電荷を1V移動させるのに必要はエネルギーは \(1.6 \times 10^{-19}\) J(ジュール)です。 つまり

\[1 \mathrm{eV} = 1.6 \times 10^{-19} \mathrm{J}\]

人間基準(=ジュール)に比べて、電子基準(=電子ボルト)は、 ものすごくちっぽけな量なのです。

エネルギーのスケール

単位 読み方 使われる場所・実験分野など
meV ミリ電子ボルト ニュートリノの質量
eV 電子ボルト 水素原子が電離
keV キロ電子ボルト ほげ
MeV メガ電子ボルト  
GeV ギガ電子ボルト ほげ
TeV テラ電子ボルト LHC実験
PeV ペタ電子ボルト 超高エネルギー宇宙線分野
電子ボルト
ほげ