[拼音]:ziran danweizhi

自然单位制

粒子物理学中常用的一种特殊的单位制。在微观现象的研究中遇到的物理量是那些直接具有微观意义的物理量，或者那些通过统计性质与微观意义相关联的物理量。这些量可以用几个基本物理量来表示，这些物理量的单位也可以用基本物理量来表示。基本物理量及其单位的选择不同，形成不同的单位制。

微物理学涉及五种基本物理量：长度、时间、质量、电荷和温度。为了减少独立基本物理量的数量，利用库仑定律，将真空的介电常数定义为无量纲数1或1/4，使电荷不再是基本物理量。在粒子物理学中，考虑到所处理的问题属于微观高速运动的范围，使用三个通用常数来减少独立的基本物理量的数量，从而使独立的维数减少到只有一个。

利用玻尔兹曼常数k=(1.3806620.000044)10-16erg/k=(8.617350.00028)10-11 MeV/k，将其值指定为无因次1，使温度和能量具有相同的量维，可以用同一单位进行测量。经此调节后，温度与能量单位的原始转换关系为：1eV=(11604.500.38)K。用光的真空速度()=2.997924581010cm/s，设其值为无量纲1，时间和长度就具有相同的量纲，可以用相同的单位来测量。之后，时间与长度单位的原始转换关系为：1s=2.997924581010cm，利用普朗克常数h，=(1.05458870.0000057)10-27ergs=(6.5821730.000017) 10-22MeVs，其值指定为无量纲1。那么时间和能量的倒数就会有相同的维度，可以用相同的单位来测量。之后，时间与能量单位的原始关系为：1MeV-1=(6.5821730.000017)10-22s。

在这一切之后，只剩下一个独立的维度，它可以选择为能量、长度、时间或任何其他具有维度的物理量。把这个物理量的单位作为导出其他物理量的单位的基本单位，这就是自然单位制。

在自然单位制中，只有一个独立的维度，相应地也只有一个基本单位，但是，关于哪一个是基本单位并没有统一的规则。在粒子物理中，根据实际工作的需要，通常选择能量作为基本维度，以MeV或GeV作为基本单位。在本选择中，质量也以MeV或GeV为单位，长度和时间均以MeV -1或GeV -1为单位，角动量为无量纲量。有时根据需要使用费米(10-131cm)作为长度单位，它与能量单位的关系为：1费米=(5.06768960.0000131)GeV-1。

精细结构常数=1/(137.036040.00011)的自然单位表示对应于两种定义电荷的方式：=e2/4和=e2，这两种方式在自然单位中都是无因次量。

粒子物理的研究主要是在微观高速现象中，在研究中经常要考虑和处理量子效应和相对论效应，分别通过啚和r。在粒子物理中使用自然单位制，可以直接反映物理量和物理定律的物理意义，大大简化了计算过程。例如，在自然单位制中，速度是一个无量纲的量，其值等于真空中光速的单位值；又如不稳定粒子具有平均寿命，量子效应决定其能级具有一定的宽度平面。在自然单位制中，它们的关系只是平面=1。自然单位制有时也用于与粒子物理密切相关的其他物理学科。