یکاهای پلانک

در دانش فیزیک ذرات و در کیهان‌شناسی فیزیکی یکاهای پلانک، یکاهای اندازه‌گیری هستند که منحصراً بر حسب چهار ثابت فیزیکی جهانی تعریف می‌شوند؛ به شکلی که اگر این چهار ثابت فیزیکی را برحسب این یکاها بیان شوند مقدار عددی ۱ خواهند داشت. یکاهای پلانک اهمیت ژرفی در فیزیک نظری دارند زیرا از طریق بدون بعدسازی، چندین عبارت جبری قانون فیزیکی را با ظرافت ساده‌سازی می‌کنند. به‌طور خاص در پژوهش‌های مرتبط با نظریه‌های وحدتی مانند گرانش کوانتومی اهمیت می‌یابند.

این یکاها که نخست در سال ۱۸۹۹ توسط فیزیکدان آلمانی ماکس پلانک پیشنهاد شدند، سیستمی از یکاهای طبیعی هستند، زیرا منشأ تعریف آنها تنها برگرفته از ویژگی‌های طبیعت است و نه از هیچ ساختار انسانی. یکاهای پلانک تنها یکی از چندین سیستم واحدهای طبیعی هستند، اما یکاهای پلانک بر اساس ویژگی‌های هر شی یا ذره نمونه اولیه (که انتخاب آنها ذاتاً به دلخواه است) نیست، بلکه تنها بر پایهٔ ویژگی‌های فضای آزاد است. این یکاها در پژوهش‌ها در مورد یکپارچه‌کردن نظریه‌ها در چند زمینه مانند گرانش کوانتومی مرتبط هستند. (البته زمانی که او واحدهای خود را معرفی کرد، مکانیک کوانتومی هنوز کشف نشده بود)

اصطلاح مقیاس پلانک به مقادیری از فضا، زمان، انرژی و دیگر یکاها اطلاق می‌شود که از نظر بزرگی مشابه یکاهای پلانک هستند. این منطقه ممکن است با انرژی‌های حدود ۷۰۰۹۱۶۰۲۱۷۶۴۸۷۰۰۰۰۰♠۱۰ GeV گیگا الکترون‌ولت، فواصل زمانی حدود ۶۹۵۷۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱۰ ثانیه و طول‌های حدود ۶۹۶۵۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱۰ متر (به ترتیب معادل انرژی جرم پلانک، زمان پلانک و طول پلانک) مشخص شود.

چهار ثابت فیزیکی جهانی که بر حسب تعریف، مقدار عددی ۱ را در این یکاها بیان می‌کنند عبارتند از:

• سرعت نور در خلاء c
• ثابت گرانش، G،
• ثابت پلانک کاهش یافته، ħ،
• ثابت بولتزمن، کیلوبایت

یکاهای پلانک دارای بعد الکترومغناطیسی را در خود نگنجانده. برخی از نویسندگان ترجیح داده‌اند که دامنهٔ سیستم را به الکترومغناطیس گسترش دهند، برای مثال، ثابت الکتریکی ε_۰ یا ۴πε_۰ را به این لیست اضافه می‌کنند. برخی دیگر از نویسندگان با استفاده از ابعاد سیستم، مقادیر عددی دیگری را بر حسب یک یا چند مورد از چهار ثابت بالا به‌کار می‌برند.