Làm thế nào để kết hợp HEP vào bức tranh ngây thơ về QM?
Khi tôi giải thích QM cho những người không phải là nhà vật lý, đôi khi tôi nói rằng các hiệu ứng lượng tử thường đáng chú ý ở những quy mô rất nhỏ. Ví dụ, một hạt QM trong thế năng điều hòa hoạt động chủ yếu theo kiểu cổ điển, tùy thuộc vào các tác động của trật tự$\hbar$(hãy nghĩ đến sự lan truyền của các trạng thái kết hợp!), điều này trở nên đặc biệt rõ ràng nếu hạt gần như ở trạng thái nghỉ. Tất nhiên, đó là những từ giới thiệu trước khi đi sâu vào thế giới tuyệt vời của những hiện tượng bất thường và thú vị diễn ra ở quy mô$\hbar$.
Nhưng sau đó tôi nhận ra rằng trong phần giới thiệu đơn giản này, tôi thực sự không thể đưa ra một bức tranh lớn về tầm quan trọng của các hiệu ứng lượng tử ở năng lượng cao. Có lẽ sẽ có ý nghĩa nếu tách ngay hệ thống tương tác mạnh và yếu? Sau đó, chúng ta có thể nói rằng hành vi của chùm hạt điện thực sự phần lớn được giải thích bởi E&M. Nhưng giam cầm thì sao? Chúng ta nên giải thích mối quan hệ giữa tầm quan trọng của QCD và$\hbar$? Ngoài ra, các hệ thống tương tác mạnh (hiện tượng học) trong Vật chất ngưng tụ thì sao?
Tôi hiểu rằng các câu trả lời có thể hơi cố ý nhưng tin rằng cần có một lập luận chung chung hoặc ít hơn. Tôi thực sự thích chính xác với lời nói của mình và tôi không muốn nói bất cứ điều gì sai về mặt khái niệm, ngay cả với những người nghiệp dư. Đặc biệt là đối với những người nghiệp dư.
CẬP NHẬT
Rõ ràng là tôi đã bối rối đến mức thậm chí đã hỏi một câu hỏi riêng trên hằng số Planck.
Trả lời
Trong cơ học lượng tử, cũng như trong cơ học cổ điển, chúng ta cần thuyết tương đối hẹp khi năng lượng có thể so sánh bằng hoặc lớn hơn năng lượng nghỉ $mc^2$của hệ thống chúng tôi đang nghiên cứu. (Đây là thời điểm mà chúng ta ngừng gọi mình là nhà vật lý lượng tử và bắt đầu tự gọi mình là nhà vật lý năng lượng cao.) Trong cơ học lượng tử tương đối tính, có hai hằng số có thứ nguyên,$\hbar$ và $c$. Cho một thang độ dài$\ell$, chúng tôi liên kết nó với một thang đo năng lượng bằng cách lấy \begin{align} E = \frac{\hbar c}{\ell} \end{align}Thang đo chiều dài chúng ta muốn thăm dò càng nhỏ thì năng lượng của các hạt chúng ta cần gửi vào để thăm dò càng lớn. Vì vậy, nếu bạn chấp nhận rằng cơ học lượng tử áp dụng ở quy mô độ dài nhỏ, thì bạn cũng chấp nhận rằng nó áp dụng ở quy mô năng lượng cao!
Tôi nghĩ câu hỏi về hệ thống lượng tử nhiều cơ thể xứng đáng là một câu hỏi riêng biệt và tôi không chắc bạn đang hỏi gì về QCD và sự giam cầm.