¿Cómo incorporar HEP en la imagen ingenua de QM?
Cuando explico QM a los que no son físicos, a veces digo que los efectos cuánticos suelen notarse en escalas muy pequeñas. Por ejemplo, una partícula QM en el potencial armónico se comporta principalmente de forma clásica, hasta efectos de orden$\hbar$(¡piense en la propagación de estados coherentes!), lo que se vuelve especialmente claro si la partícula está casi en reposo. Esas, por supuesto, son las palabras de introducción que preceden a sumergirse en el maravilloso mundo de los fenómenos inusuales y emocionantes que tienen lugar en las escalas de$\hbar$.
Pero luego me di cuenta de que dentro de esta simple introducción, realmente no puedo dar una idea general de la importancia de los efectos cuánticos a altas energías. ¿Tal vez tendría sentido separar de inmediato los sistemas que interactúan fuerte y débilmente? Entonces podríamos decir que el comportamiento de los haces de partículas eléctricas se explica principalmente por E&M. Pero, ¿y el confinamiento? ¿Cómo deberíamos explicar la relación entre la importancia de QCD y$\hbar$? Además, ¿qué pasa con los sistemas (fenomenológicos) que interactúan fuertemente en la Materia Condensada?
Entiendo que las respuestas pueden ser algo obstinadas, pero creo que debería haber un argumento más o menos general. Realmente me gusta ser preciso con mis palabras, y no quiero decir nada conceptualmente incorrecto, incluso a los aficionados. Sobre todo a los aficionados.
ACTUALIZAR
Aparentemente me confundí tanto que incluso hice una pregunta por separado sobre la constante de Planck.
Respuestas
En la mecánica cuántica, como en la mecánica clásica, necesitamos la relatividad especial cuando la energía es comparable o mayor que la energía en reposo.$mc^2$del sistema que estamos estudiando. (Este es el punto en el que dejamos de llamarnos físicos cuánticos y comenzamos a llamarnos físicos de alta energía). En la mecánica cuántica relativista, hay dos constantes dimensionales,$\hbar$y$c$. Dada una escala de longitud$\ell$, lo asociamos con una escala de energía tomando\begin{align} E = \frac{\hbar c}{\ell} \end{align}Cuanto menor sea la escala de longitud que queramos sondear, mayor será la energía de las partículas que necesitamos enviar para sondearla. Entonces, si acepta que la mecánica cuántica se aplica a escalas de longitudes pequeñas, ¡entonces también acepta que se aplica a escalas de alta energía!
Creo que la pregunta sobre los sistemas cuánticos de muchos cuerpos merece ser una pregunta aparte, y no estoy muy seguro de lo que está preguntando sobre la QCD y el confinamiento.