วิธีรวม HEP เข้ากับภาพไร้เดียงสาของ QM?
เมื่อฉันอธิบาย QM กับผู้ที่ไม่ใช่นักฟิสิกส์บางครั้งฉันก็บอกว่าโดยทั่วไปแล้วผลกระทบทางควอนตัมจะสังเกตเห็นได้ในเครื่องชั่งขนาดเล็กมาก ตัวอย่างเช่นอนุภาค QM ในศักย์ฮาร์มอนิกส่วนใหญ่ทำงานแบบคลาสสิกขึ้นอยู่กับผลของคำสั่ง$\hbar$(ลองนึกถึงการแพร่กระจายของสถานะที่เชื่อมโยงกัน!) ซึ่งจะชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากอนุภาคนั้นแทบไม่เหลือ แน่นอนว่าคำเหล่านี้เป็นคำแนะนำที่นำหน้าการดำดิ่งสู่โลกมหัศจรรย์ของปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาดและน่าตื่นเต้นที่เกิดขึ้นในระดับของ$\hbar$.
แต่แล้วฉันก็ตระหนักว่าภายในบทนำง่ายๆนี้ฉันไม่สามารถให้ภาพรวมที่สำคัญของเอฟเฟกต์ควอนตัมที่พลังงานสูงได้ บางทีมันอาจจะสมเหตุสมผลที่จะแยกระบบโต้ตอบที่รุนแรงและอ่อนแอออกจากกันทันที? จากนั้นเราสามารถพูดได้ว่าพฤติกรรมของลำแสงอนุภาคไฟฟ้าส่วนใหญ่อธิบายโดย E&M แต่การคุมขังล่ะ? เราจะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความสำคัญของ QCD และ$\hbar$เหรอ? แล้วระบบที่มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างรุนแรงในเรื่อง Condensed Matter ล่ะ?
ฉันเข้าใจว่าคำตอบอาจมีความคิดเห็นอยู่บ้าง แต่เชื่อว่าน่าจะมีข้อโต้แย้งทั่วไปไม่มากก็น้อย ฉันแค่ชอบพูดให้ถูกต้องและฉันไม่อยากพูดอะไรที่ผิดแนวคิดแม้แต่กับมือสมัครเล่น โดยเฉพาะกับมือสมัครเล่น
อัปเดต
เห็นได้ชัดว่าฉันสับสนมากถึงขนาดถามคำถามแยกกันเกี่ยวกับค่าคงที่พลังค์
คำตอบ
ในกลศาสตร์ควอนตัมเช่นเดียวกับกลศาสตร์คลาสสิกเราต้องการทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษเมื่อพลังงานเทียบได้กับหรือมากกว่าพลังงานที่เหลือ $mc^2$ของระบบที่เรากำลังศึกษา (นี่คือจุดที่เราหยุดเรียกตัวเองว่านักฟิสิกส์ควอนตัมและเริ่มเรียกตัวเองว่านักฟิสิกส์พลังงานสูง) ในกลศาสตร์ควอนตัมเชิงสัมพันธ์มีค่าคงที่สองมิติ$\hbar$ และ $c$. กำหนดมาตราส่วนความยาว$\ell$เราเชื่อมโยงกับระดับพลังงานโดยการ \begin{align} E = \frac{\hbar c}{\ell} \end{align}ยิ่งเราต้องการตรวจสอบสเกลที่มีความยาวน้อยเท่าไหร่พลังงานของอนุภาคที่เราต้องส่งเข้าไปในการตรวจสอบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นหากคุณยอมรับว่ากลศาสตร์ควอนตัมใช้กับเครื่องชั่งที่มีความยาวขนาดเล็กคุณก็ยอมรับว่ามันใช้กับเครื่องชั่งพลังงานสูงด้วย!
ฉันคิดว่าคำถามเกี่ยวกับระบบควอนตัมของร่างกายจำนวนมากสมควรเป็นคำถามแยกต่างหากและฉันไม่ค่อยแน่ใจว่าคุณกำลังถามอะไรเกี่ยวกับ QCD และการคุมขัง