Qual è la scala Planck?

In fisica, la scala Planck si riferisce a una scala di energia molto grande (1.22 x 10 19 gev) o una scala di dimensioni molto minuscole (1.616 x 10 -35 metri) in cui gli effetti quantici della gravità diventano importanti nel descrivere le interazioni delle particelle. A livello di dimensioni di Planck, l'incertezza quantistica è così intensa che concetti come la località e la causalità diventano meno significativi. I fisici di oggi sono molto interessati a saperne di più sulla scala di Planck, poiché una teoria quantistica della gravità è qualcosa che attualmente ci manca. Se un fisico in grado di elaborare una teoria quantistica della gravità che concorda con l'esperimento, avrebbe praticamente garantito loro un premio Nobel.

È un fatto fondamentale della fisica della luce che, più energia porta un fotone (particella di luce), più piccola lunghezza d'onda. Ad esempio, la luce visibile ha una lunghezza d'onda di circa alcune centinaia di nanometri, mentre i raggi gamma molto più energetici hanno una lunghezza d'onda delle dimensioni di un nucleo atomico. ILL'energia di Planck e la lunghezza di Planck sono correlate in quanto un fotone dovrebbe avere un valore energetico su scala di Planck per avere una lunghezza d'onda piccola come la lunghezza di Planck.

Per rendere le cose ancora più complicate, anche se potessimo creare un fotone così energico, non potremmo usarlo per misurare con precisione qualcosa sulla scala di Planck - sarebbe così energico che il fotone sarebbe crollato in un buco nero prima di restituire qualsiasi informazione. Pertanto, molti fisici credono che la scala Planck rappresenti una sorta di limite fondamentale su quanto siano piccole le distanze che possiamo sondare. La lunghezza di Planck può essere la più piccola scala fisicamente significativa che esiste, nel qual caso l'universo può essere pensato come un arazzo di "pixel" - ciascuno di una lunghezza di Planck di diametro.

La scala di energia di Planck è quasi inimmaginabilmente grande, mentre la scala delle dimensioni di Planck è quasi inimmaginabilmente piccola. Il pianoL'energia CK è circa un quintilioni di volte più grandi delle energie realizzabili nei nostri migliori acceleratori di particelle, che vengono utilizzati per creare e osservare particelle subatomiche esotiche. Un acceleratore di particelle abbastanza potente da sondare direttamente la scala di Planck dovrebbe avere una circonferenza di dimensioni simili all'orbita di Marte, costruita da circa tanto materiale della nostra luna.

Poiché non è probabile che un tale acceleratore di particelle non venga costruito nel prossimo futuro, i fisici guardano ad altri metodi per sondare la scala di Planck. Uno è alla ricerca di gigantesche "stringhe cosmiche" che potrebbero essere state create quando l'universo nel suo insieme era così caldo e piccolo che aveva energie a livello di Planck. Ciò si sarebbe verificato nel primo trilione di secondo dopo il Big Bang.