Bagaimana cara memasukkan HEP ​​ke dalam gambaran naif QM?

Question

Ketika saya menjelaskan QM kepada non-fisikawan, terkadang saya mengatakan bahwa efek kuantum biasanya terlihat pada skala yang sangat kecil. Misalnya, partikel QM dalam potensi harmonik sebagian besar berperilaku klasik, hingga efek keteraturan$\hbar$(pikirkan penyebaran keadaan koheren!), yang menjadi sangat jelas jika partikel hampir diam. Itu, tentu saja, adalah kata-kata pengantar yang mendahului menyelam ke dunia indah dari fenomena yang tidak biasa dan menarik yang terjadi pada skala$\hbar$.

Tetapi kemudian saya menyadari bahwa dalam pengantar sederhana ini, saya tidak dapat benar-benar memberikan gambaran besar tentang signifikansi efek kuantum pada energi tinggi. Mungkin akan masuk akal untuk segera memisahkan sistem yang berinteraksi dengan kuat dan lemah? Kemudian kita dapat mengatakan bahwa perilaku berkas partikel listrik memang sebagian besar dijelaskan oleh E&M. Tapi bagaimana dengan kurungan? Bagaimana kita menjelaskan hubungan antara pentingnya QCD dan$\hbar$? Juga, bagaimana dengan sistem (fenomenologis) yang berinteraksi kuat dalam Materi Terkondensasi?

Saya memahami bahwa jawaban mungkin agak beropini namun percaya bahwa harus ada argumen yang kurang lebih umum. Saya hanya ingin mengucapkan kata-kata saya dengan akurat, dan saya tidak ingin mengatakan sesuatu yang salah secara konseptual, bahkan kepada amatir. Terutama bagi para amatir.

MEMPERBARUI

Rupanya saya sangat bingung bahkan mengajukan pertanyaan terpisah tentang konstanta Planck.

Answer 1

Dalam mekanika kuantum, seperti dalam mekanika klasik, kita memerlukan relativitas khusus ketika energinya sebanding atau lebih besar dari energi rihat. $mc^2$dari sistem yang sedang kita pelajari. (Ini adalah titik di mana kita berhenti menyebut diri kita fisikawan kuantum dan mulai menyebut diri kita fisikawan energi tinggi.) Dalam mekanika kuantum relativistik, ada dua konstanta berdimensi,$\hbar$ dan $c$. Diberikan skala panjang$\ell$, kami mengaitkannya dengan skala energi dengan mengambil \begin{align} E = \frac{\hbar c}{\ell} \end{align}Semakin kecil skala panjang yang ingin kita selidiki, semakin besar energi partikel yang perlu kita kirimkan untuk menyelidikinya. Jadi, jika Anda menerima bahwa mekanika kuantum berlaku pada skala kecil, Anda juga menerima bahwa itu berlaku pada skala energi tinggi!

Saya pikir pertanyaan tentang sistem kuantum banyak tubuh layak menjadi pertanyaan terpisah, dan saya tidak begitu yakin apa yang Anda tanyakan tentang QCD dan kurungan.