Escala de comprimento - Length scale
Em física , escala de comprimento é determinado um comprimento ou distância determinada com a precisão de uma ordem de magnitude. O conceito de escala de comprimento é particularmente importante porque os fenômenos físicos de diferentes escalas de comprimento não pode afetar o outro e são disse a dissociar . A dissociação de diferentes escalas de comprimento faz com que seja possível ter uma teoria auto-consistente que só descreve as escalas de comprimento relevantes para um determinado problema. Reducionismo científico diz que as leis físicas sobre as escalas de comprimento mais curtos podem ser utilizados para obter a descrição eficaz em escalas de comprimento maiores. A idéia de que se pode derivar descrições da física em diferentes escalas de comprimento um do outro pode ser quantificado com o grupo de renormalização .
Em mecânica quântica a escala de comprimento de um dado fenómeno está relacionado com a sua Broglie comprimento de onda , onde é reduzida a constante de Planck e é a quantidade de movimento que está a ser sondada. Em mecânica relativista escalas de tempo e comprimento estão relacionados pela velocidade da luz . Na mecânica quântica relativística ou teoria quântica de campos relativística , escalas de comprimento estão relacionados com a dinâmica, tempo e energia escalas através de constante de Planck e da velocidade da luz. Muitas vezes em alta energia física unidades naturais são usados em escalas de comprimento, de tempo, de energia e quantidade de movimento encontram-se descritos nas mesmas unidades (geralmente com unidades de energia, tais como GeV ).
Escalas de comprimento são geralmente a escala operativa (ou, pelo menos, uma das escalas) em análise dimensional . Por exemplo, na teoria de espalhamento , a quantidade mais comum para calcular é uma secção transversal que tem unidades de comprimento ao quadrado e é medido em celeiros . A secção transversal de um dado processo é geralmente o quadrado da escala de comprimento.
Exemplos
- A escala de comprimento atómico é metros e é determinada pelo tamanho do átomo de hidrogénio ( isto é , o raio de Bohr (aproximadamente 53 horas )), o qual é definido pelo de electrões Compton de comprimento de onda vezes o constante de estrutura fina : .
- A escala de comprimento para as interacções fortes (ou a um derivado de QCD através transmutação dimensional ) é de cerca de metros (ou em unidades naturais 1,000 MeV ou 1 GeV), e os "raios" de partículas fortemente que interagem (por exemplo, o protão ) são mais ou menos comparável. Esta escala de comprimento é determinado pela gama do potencial Yukawa . Os tempos de vida de partículas fortemente interactuantes, tais como o mesões rho , são dadas por esta escala de comprimento dividido pela velocidade da luz: segundos. As massas de partículas que interagem fortemente várias vezes a escala de energia associada (500 MeV para 3,000 MeV).
- O electrofraca escala de comprimento mais curto, cerca de metros e é definido pela massa resto dos bosões vector fracos que é aproximadamente 100 GeV (mais precisamente, 246GeV). Esta escala de comprimento seria a distância onde uma força Yukawa é mediada por os bosões vector fracos. A magnitude da escala de comprimento fraco foi inicialmente inferida pela constante Fermi medido por nêutrons e múon decadência.
- O comprimento de Planck (escala de Planck) é muito menor ainda - sobre metros ( GeV em unidades naturais), e é derivado de Newton constante gravitacional que tem unidades de comprimento ao quadrado.
- A escala Mesoscópica é o comprimento em que os comportamentos de mecânica quântica em líquidos ou sólidos podem ser descritos por macroscópicas conceitos.
