Quanteneinheiten

Quanteneinheiten sind ein System von Maßeinheiten, das in der Quantenphysik verwendet wird, um Größen wie Länge, Zeit, Energie, Impuls und Masse miteinander zu verknüpfen. In solchen Systemen werden bestimmte fundamentale Naturkonstanten auf den Wert eins gesetzt, wodurch die Gleichungen vereinfacht und Skalierungsbeziehungen sichtbar werden. Praktisch ermöglichen Quanteneinheiten, Größenordnungen besser zu vergleichen und theoretische Modelle kompakt auszudrücken.

Planckeinheiten ergeben sich aus den Konstanten G, ħ und c. Wichtige Größen sind Planck-Länge, Planck-Zeit, Planck-Masse, Planck-Energie und Planck-Temperatur. Beispielwerte: Planck-Länge ≈ 1,616×10^-35 m; Planck-Zeit ≈ 5,391×10^-44 s; Planck-Masse ≈ 2,176×10^-8 kg. In Planck-Einheiten werden diese Größen auf eins gesetzt, andere Größen werden durch Umrechnung in SI angegeben.

In der Hochenergiephysik verwendet man natürliche Einheiten, bei denen ħ und c gleich eins gesetzt sind; häufig wird auch k_B auf eins gesetzt. Dadurch verschmelzen Energie, Masse, Impuls und Längeneinheiten zu verwandten Größen. Viele Theorien arbeiten in Natural Units, in denen Massen und Energien in derselben Einheit gemessen werden.

In der Quantenchemie und Atomsphysik kommen oft atomare Einheiten zum Einsatz, etwa Hartree-Energie (≈27,21 eV), Bohrradius (≈0,529 Å) und Elektronenmasse. Diese Einheiten erleichtern Berechnungen in Molekülen, ohne ständige Umrechnung zwischen Energiestufen, Längen- und Zeiteinheiten.

Wirkung: Quanteneinheiten dienen der theoretischen Arbeit und dem Vergleich von Modellen; für Messungen bleiben SI-Einheiten maßgeblich, doch Hypothesen lassen sich leichter in Planck- oder Natural Units formulieren.