Das Elektronenvolt (eV)

Ein Elektronenvolt (1 eV) stellt die Energie dar, die ein Elektron besitzt, nachdem es mit einer Beschleunigungsspannung U = 1 V beschleunigt wurde.
Da E = eU, erhält man die Energie E in Joule durch Multiplizieren mit der Elementarladung e = 1,602 x 10^-19 As. Umgekehrt kann man Joule in Elektronenvolt durch Division durch die Elementarladung umrechnen.

In der Teilchenphysik kommen gewöhnlich hohe Energien in der Größenordnung von vielen MeV (Mega-Elektronenvolt, 1 MeV = 1 000 000 eV) bis zu mehreren TeV (Tera-Elektronenvolt, 1 TeV = 1 000 000 MeV) vor. Der Speicherring LEP am CERN in Genf hat z.B. Elektronen und Positronen auf Energien zwischen 40 GeV und 102 GeV (Gigaelektronenvolt, 1 GeV = 1000 MeV) beschleunigt. Das entspricht einer Beschleunigungsspannung von 102 Milliarden Volt.

Wegen der Einstein'schen Beziehung E=mc² ist Energie gleichwertig mit einer Masse m=E/c². Deshalb ist es in der Teilchenphysik üblich, auch Massen in Einheiten von MeV/c² anzugeben. Die Massen von Elementarteilchen variieren dabei um riesige Faktoren:

• Das Elektron-Neutrino hat (wahrscheinlich viel) weniger als m=0,000002 MeV/c² Masse
• Das Elektron hat m=0,511 MeV/c² (ca. 2000 mal weniger als ein Proton)
• Das Z Austauschteilchen dagegen m=91 200  MeV/c² (ca. 100 mal mehr als ein Proton)
• Das Top Quark hat sogar m=174 000 MeV/c² Masse (ca. so viel wie ein Atomkern von Gold)