Welche Bedeutung hat die Planck-Ladung?

Mein Verständnis der Planck-Ladung ist, dass es sich um die Einheitsladung handelt, die zur Normalisierung erforderlich ist

1. die Lichtgeschwindigkeit (und andere "augenblickliche" Wechselwirkungen, z. B. starke Kraft und Schwerkraft) ,$c=1$
2. reduzierte Planck-Konstante ,$\hbar=1$
3. Coulomb-Konstante ,$\frac{1}{4 \pi \epsilon_0}=1$

Es ist also eine natürliche Definition von Ladung, die keinen Bezug zur Elementarladung hat . Sie können also den Wert der Elementarladung in Bezug auf diese Planck-Ladung darstellen und es kommt heraus als

Wo$\alpha$ist die Feinstrukturkonstante .

Die Bedeutung der Planck-Ladung ist also, wie die anderen Planck-Einheiten, sie sind so definiert, dass kein Objekt oder Teilchen (nicht einmal subatomare Teilchen) benötigt oder verwendet werden, um die Basiseinheiten zu definieren. Nur freier Speicherplatz. Dann können Sie fragen, was die Eigenschaften dieser elementaren subatomaren Teilchen sind, in Bezug auf diese Einheiten, die nur die Eigenschaften des freien Raums normalisieren. Für die Ladung eines Elektrons ist es$-e = -\sqrt{\alpha} \approx -0.0854245$, ausgedrückt in Planck-Einheiten.

Ich bevorzuge rationalisierte Einheiten gegenüber nicht rationalisierten Einheiten , weil ich denke, dass es nützlich ist, die Konzepte von Flussdichte und Feldstärke gleichzusetzen, und dies geschieht, wenn Sie die elektrische Konstante anstelle der Coulomb-Konstante normalisieren. Wenn Sie das tun, kommt die Elementarladung als heraus$e=\sqrt{4 \pi \alpha} \approx 0.302822$. Dies geschieht in einigen Büchern über QFT oder so und macht deutlicher, dass die Elementarladung zwar nicht genau die natürliche Ladungseinheit ist, sich aber im Bereich der natürlichen Ladungseinheit befindet. Schon in einer Größenordnung.

Die Krümmungsskala einer Reissner-Nördstrom-Lösung (das Maß für ein geladenes, massives Schwarzes Loch) geht bis zur Planck-Länge in der Grenze, dass die Masse gegen Null geht und die Ladung zur Planck-Ladung geht. Dies ist natürlich eine physikalisch unvernünftige Grenze, da sie eine nackte Singularität hat; und sie hat das Problem, eine Quantität von zweifelhaftem Nutzen auf eine andere Quantität zu beziehen, deren Nutzen noch nicht unzweifelhaft ist.

Ansonsten habe ich nichts.

Die Plankenladung ist die maximale Ladung eines Schwarzen Lochs mit Plankenmasse. Sobald die Ladung die Plankenladung für eine Masse gleich der Plankenmasse überschreitet, kann sich gemäß der Reissner-Nördstrom-Lösung kein Ereignishorizont bilden.

Die Planck-Ladung hat keine intrinsische Verbindung zur Gravitation, da sie die Gravitationskonstante nicht enthält$G$. Es ist gerade im Kontext der Quantenfeldtheorie zur flachen Raumzeit durchaus sinnvoll (über Schwarze Löcher braucht man nichts zu sagen, obwohl es auch dort interessante Ergebnisse gibt).

Es ist die Skala der Eichladung (nicht nur elektrische, sondern auch starke oder schwache nukleare Wechselwirkungsladung), bei der eine Eichtheorie stark gekoppelt wird. Die elektrische Elementarladung ist um einiges geringer als die Planck-Ladung, daher ist die Quantentheorie des Elektromagnetismus (QED) schwach gekoppelt und Wechselwirkungsprozesse können mit einer relativ kleinen Anzahl von Feynman-Diagrammen recht gut modelliert werden. Die "Elementarladung" (eigentlich eine Kopplungskonstante) für die Quantenchromodynamik ist ungefähr die gleiche wie die Planck-Ladung, so dass die Theorie stark gekoppelt ist und Wechselwirkungen zwischen Gluonen und Quarks das physikalische Verhalten sehr unterschiedlich von der freien Theorie machen.

Die Bedeutung des ungeraden Werts der Planck-Ladung besteht darin, dass er nur ein Indikator für ein Versehen in der Physik ist, das vor über 150 Jahren aufgetreten ist. Dieses Versehen schafft ein Dimensionsproblem, das ein falsches Verhältnis zwischen Masse und Ladung ergibt. Als Ergebnis erhalten wir den falschen Wert für die Planck-Ladung. Korrigiert man das SI-Einheitensystem, das Maße für die Feinstrukturkonstante enthält, stellt sich heraus, dass die Planck-Ladung nichts anderes als eine Elementarladung ist.