Como incorporar o HEP na imagem ingênua do QM?

Question

Quando explico QM para não físicos, às vezes digo que os efeitos quânticos são normalmente perceptíveis em escalas muito pequenas. Por exemplo, uma partícula QM no potencial harmônico se comporta principalmente de forma clássica, até efeitos de ordem$\hbar$(pense na propagação de estados coerentes!), que se torna especialmente claro se a partícula estiver quase em repouso. Essas, é claro, são as palavras introdutórias que precedem o mergulho no maravilhoso mundo dos fenômenos incomuns e emocionantes que ocorrem nas escalas de$\hbar$.

Mas então percebi que nesta introdução simples, não posso realmente dar uma visão geral da importância dos efeitos quânticos em altas energias. Talvez fizesse sentido separar imediatamente os sistemas de interação forte e fraca? Então poderíamos dizer que o comportamento dos feixes de partículas elétricas é de fato explicado principalmente por E&M. Mas e o confinamento? Como devemos explicar a relação entre a importância da QCD e$\hbar$? Além disso, e os sistemas (fenomenológicos) fortemente interativos na Matéria Condensada?

Eu entendo que as respostas podem ser um tanto opinativas, mas acredito que deve haver um argumento mais ou menos geral. Eu realmente gosto de ser preciso com minhas palavras e não quero dizer nada conceitualmente errado, mesmo para amadores. Especialmente para amadores.

ATUALIZAR

Aparentemente, fiquei tão confuso que até fiz uma pergunta separada sobre a constante de Planck.

Answer 1

Na mecânica quântica, como na mecânica clássica, precisamos da relatividade especial quando a energia é comparável ou maior que a energia restante$mc^2$do sistema que estamos estudando. (Este é o ponto em que paramos de nos chamar de físicos quânticos e começamos a nos chamar de físicos de alta energia.) Na mecânica quântica relativística, existem duas constantes dimensionais,$\hbar$e$c$. Dada uma escala de comprimento$\ell$, nós o associamos a uma escala de energia tomando\begin{align} E = \frac{\hbar c}{\ell} \end{align}Quanto menor a escala de comprimento que queremos sondar, maior a energia das partículas que precisamos enviar para sondá-la. Portanto, se você aceita que a mecânica quântica se aplica a pequenas escalas de comprimento, também aceita que ela se aplica a escalas de alta energia!

Acho que a questão sobre sistemas quânticos de muitos corpos merece ser uma questão separada, e não tenho certeza do que você está perguntando sobre QCD e confinamento.