8GeVって?

8GeV(80億電子ボルト)とは,どれぐらいのエネルギーなのでしょうか?

電子ボルト(eV):
まず,高エネルギーの領域では, 電子や光子など素粒子のエネルギーは, しばしば電子ボルト(electric volt)で測ります. たとえば,X線の光子は,数keVから100keVぐらいのエネルギーをもっています.

1keV=103eV,1MeV=106eV,1GeV=109eV

電子のエネルギー:
電子の質量(9.11×10-31kg)は非常に小さいですが, アインシュタインのエネルギーと質量の等価式( E = mc2) にしたがってエネルギーに変換すると,511keVのエネルギーに等価になります. そこで静止した電子は,(その質量だけで)511keVのエネルギーをもちます.
8GeV(80億電子ボルト)の電子は, ほぼ光速で運動しているために, 質量(に等価なエネルギー)よりもはるかに大きな運動エネルギーをもっています.

8GeVの電子の速さ:
8GeVの電子のローレンツ因子γ (相対論的効果を表す目安で,相対論的効果がない場合が1)は, 実に,

γ=15655.57
にもなります.
また8GeVの電子は,ほぼ光速で運動していて,その速さは,光速の
99.9999998%
にもなります.

時間の遅れ:
このような高速で走る電子では,相対論的な時間の遅れの効果が顕著になります. 8GeVの電子は,ローレンツ因子の分だけ, すなわち約15700倍ほど時間の進み方が遅くなっています. たとえば,この電子と同じ速さで28000光年彼方の銀河系中心まで旅行したとすると, 到達したときに,地球では約28000年経っていますが, 旅行者にとっては2年弱しか経過していません.


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