Масштаб расстояний

Масштаб расстояний — принятая в определённой физической теории характерная длина или расстояние, определённое с точностью до порядка величины. Важность концепции масштаба расстояний определяется тем, что нефундаментальные физические явления разных масштабов расстояний не могут влиять друг на друга.^[1]^[2] Раздельное рассмотрение различных масштабов расстояний позволяет получить для каждого масштаба расстояний самосогласованную физическую теорию, которая описывает только физические явления для данного масштаба расстояний.^[1] Редукционизм утверждает, что физические законы в масштабах малых расстояний могут быть использованы для получения эффективного описания в масштабах больших расстояний. Идея о том, что можно вывести описания законов физики в разных масштабах расстояний друг из друга, может быть количественно выражена с помощью ренормализационной группы.

В квантовой электродинамике масштаб расстояний рассматриваемого явления связан с его длиной волны де Бройля $\ell =\hbar /p$ где $\hbar$ — приведённая постоянная Планка и $p$ — это исследуемый импульс. В релятивистской механике масштабы времени и расстояния связаны скоростью света. В релятивистской квантовой механике или релятивистской квантовой теории поля масштабы расстояний связаны с масштабами импульса, времени и энергии через постоянную Планка и скорость света. Часто в физике элементарных частиц естественные системы единиц используются там, где масштабы длины, времени, энергии и импульса описываются в одних и тех же единицах (обычно с единицами энергии, такими как ГэВ).

Масштаб расстояний обычно является инструментальным масштабом (или, по крайней мере, одним из масштабов) в анализе размерности. Например, в теории рассеяния наиболее распространённая величина для расчёта представляет собой эффективное сечение рассеяния, которая имеет размерность длины в квадрате и измеряется в барн. Поперечное сечение данного процесса обычно равно квадрату масштаба расстояний.