プランクエネルギーを実現するような加速器はとてつもない大きさで銀河系ぐらいの規模が必要とか読んだこと

プランクエネルギーを実現するような加速器はとてつもない大きさで銀河系ぐらいの規模が必要とか読んだことがあるのですが、仮に未来に造れたとして、そのコストって一回の衝突実験でどれくらいかかるのでしょうか？莫大な費用がかかるなら頻繁に出来ないのかなと思ったりする一方で、プラズマ航跡場加速器とか卓上で出来るほどのものが開発されるかもしれないというのもあるようで、そうなると安価に出来るのだろうかとも思ってしまいます。よく分かる人がいたら教えて貰えないでしょうか？

No.2 回答者： himagene 回答日時： 2024/08/27 09:33

「仮に未来に造れたとして」の運用コストだけなら、エネルギーコストを計算すればいいだけでしょ。

プランクエネルギーとやらは約2GJらしいのですが、衝突実験には多数の粒子が必要で、最低でもバンチ（かたまり）あたり1e10個は必要です（多ければ多いほどいい）。つまりバンチあたり2e19 J のエネルギー。加速に使われる効率を10％とすると、バンチあたり2e20 J です。これを50Hzで運転するとした場合、必要な電力は1e22 W。一回の衝突実験期間を１週間(6e5 秒)とすると、積算電力量は6e27 J　 (1.7e21 kWh)です。将来の電力料金はわからないので現在の料金（¥40/kWh）を使うと、7e22円（1兆の700億倍円）です。
加速器が小型で安く作れても、粒子のエネルギーを減らすわけにはいきません。高エネルギーにするための最低電力は上記のようにして見積もれます。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2024/08/26 09:22

一度膨大な費用をかけて施設を作れば、その１回あたりの運用費なんてゴミみたいなものでしょう。

携帯電話会社が、基地局やら通史設備を作るのには費用がかかるが、利用者の１回あたりの友進にかかる費用がゴミみたいなことと一緒です。
携帯会社が徴収する「通信用、通話料」なんて、実際の通信にかかるコストではなくて、初期費用を回収するための料金設定です。

なので、膨大な投資をして作った施設は、利用すればするだけ「コスパ」がよくなります。

なお、「大きいから製作費用が高い、卓上の小さいものなら製作費用は安い」というのは、昭和までのアナログ技術の発想です。
また「需要と供給」「小機種大量生産によるコスト削減」という経済原理もあります。