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¿Cuál es la prueba que equipara la constante de planck con la unidad de cuantización?

La constante de Planck, derivada para explicar la curva de la radiación del cuerpo negro, tiene un sentido intuitivo para mí. Lo que no entiendo es la conexión entre esta constante y por qué debería utilizarse como límite para la longitud más pequeña posible en la que la "longitud" conserva un significado coherente. ¿Existe un proceso de pensamiento intuitivo que pueda seguirse para entender por qué la constante de Planck del análisis espectral del cuerpo negro debería utilizarse para definir también la unidad más pequeña de "longitud" y "tiempo"?

La explicación de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico no me sirvió de nada. Sólo quiero entender un significado más profundo que una simple definición de uso.

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Travis Puntos 165

La constante de Planck es un concepto diferente de la longitud de Planck. La constante de Planck es exactamente como la describes. La longitud de Planck se obtiene considerando una combinación de G (la constante gravitatoria), h (la constante de Planck) y c (la velocidad de la luz) que da unidades de longitud. Dado que estas son las constantes que determinan la escala en la que una teoría de la gravedad cuántica adquiere importancia, es esta longitud la más pequeña a la que podemos dar sentido sin una teoría de la gravedad cuántica.

Edición: cualquier teoría que combine la mecánica cuántica y la relatividad especial debe incluir la constante de Planck y la velocidad de la luz. La constante de Planck establece la escala a la que los efectos cuánticos se vuelven importantes, y la velocidad de la luz establece el límite de velocidad universal. Después de tener estas dos constantes, la única constante fundamental que tendría relación con una teoría cuántica de la gravedad es la constante gravitacional, que determina lo fuerte que es la fuerza gravitacional. Por eso son estas tres constantes las que se utilizan para derivar la longitud de Planck.

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Sin embargo, ¿podría explicar mejor el proceso de por qué se utiliza la constante de Planck para derivar la longitud, en lugar de otro número arbitrario? Supongo que no entiendo por qué alguien diría: "¡Eh, a esta ecuación le vendría bien un poco de la constante de Planck!".

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Aiwyn, ¿es útil la nueva edición?

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Proporciona más información. Creo que lo único que puedo hacer en este momento es seguir estudiando la cronología de los procesos de pensamiento que llevaron a la necesidad de la constante de Planck para llegar a la longitud cuantificada. Marcado como respuesta.

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Blue Tomato Puntos 28

John P. Ralston podría tener una respuesta para usted, propone ( https://arxiv.org/abs/1203.5557 ) "un enfoque moderno en el que la constante de Planck está ausente: es inobservable excepto como una constante de convención humana... En el nuevo enfoque la constante de Planck está ligada a convenciones macroscópicas de origen newtoniano, que son prescindibles."

Por ejemplo, la condición de cuantificación: $$ [x, p] = [x, -i\hbar\partial/\partial x] = i\hbar. $$ "Presentación $\hbar$ hizo la primera vez en la historia en la que la multiplicación de una identidad matemática por la misma constante en ambos lados se informó para un nuevo principio físico". Viene de $$ [x, -i\partial/\partial x] = i, $$ que es la identidad trivial que parece ser.

Muestra 2, el integrando de la trayectoria del espinor de Dirac sin masa: $$ e^{\frac{i}{\hbar}S_{Dirac}} = e^{\frac{i}{\hbar}\int i\hbar \bar{\psi}\not{\partial}\psi} = e^{i\int i\bar{\psi}\not{\partial}\psi}. $$ Si los dos $\hbar$ de la red, ¿por qué nos molestamos en introducir $\hbar$ en primer lugar? En cuanto al término de masa en la acción de Dirac, $\hbar$ pueden ser simplemente absorbidos en la redefinición de la masa $m$ .

Prueba 3, la constante de estructura fina: $$ \alpha = \frac{e^2}{\hbar c}. $$ Medidas de $\alpha$ , $c$ y $e$ parece que te atrapa $\hbar$ . El problema es que todo el esquema depende de la convención de la unidad de carga del electrón $e$ y su medición. Si se hace un reescalado adecuado del campo de calibración $A$ en el integrando de la trayectoria QED, sólo la constante de estructura fina $\alpha$ restos. Carga de los electrones $e$ se retira por completo y no necesita $e$ en cualquier parte del Lagrangiano. No sufrimos ninguna pérdida de información si abandonamos la noción de $e$ y sólo invocar $\alpha$ en la teoría y en el experimento (renunciando así a $\hbar$ también ). Constante de Planck $\hbar$ es sólo un paso intermedio arbitrario que está sujeto a la convención humana.

Una nota añadida. Cuando se hace un reescalado de cierto campo y entonces un parámetro cambia de tamaño o aparece en un término lagrangiano diferente, es un cambio de unidad física. Sin embargo, si dos parámetros de una teoría colapsan en un solo parámetro después del reescalado ( $\hbar$ , $e$ -> $\alpha$ ), se puede sospechar que debe haber algo sospechoso y redundante, que no es otra cosa que la constante de Planck $\hbar$ . Dado el papel histórico $\hbar$ jugado, los físicos tienen un cierto apego emocional a ella. Y el folclore ampliamente difundido que rodea $\hbar$ le confiere un aura mística de importancia. No es de extrañar que la opinión expresada en este hilo reciba muchos votos negativos. Pero si uno se detiene un momento y lo piensa dos veces, se verá recompensado con creces por la visión obtenida.

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Pequeño comentario al post (v1): En el futuro, por favor, enlaza a páginas de resúmenes en lugar de archivos pdf, por ejemplo, arxiv.org/abs/1203.5557

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