Symmetria (fysiikka)

Vakaa versio kirjattiin ulos 5.8.2022 . Malleissa tai malleissa on vahvistamattomia muutoksia .
Symmetria fysiikassa
muunnos Vastaava
invarianssi
Vastaava
suojelulaki
_
Lähetysaika _
Ajan yhtenäisyys
…energiaa
C , P , CP ja T - symmetriat
Ajan isotropia
... pariteetti
Lähetystila _
Avaruuden homogeenisuus
…impulssi
Avaruuden kierto Avaruuden
isotropia

vauhtia
Lorentz-ryhmä (tehostaa) Suhteellisuusteoria
Lorentzin kovarianssi

… massakeskuksen liikkeet
~ Mittarimuunnos Mittarin invarianssi ... veloittaa

Symmetria laajassa merkityksessä - vastaavuus, muuttumattomuus ( invarianssi ), joka ilmenee kaikissa muutoksissa, muunnoksissa (esimerkiksi: asema , energia , informaatio , muu). Fysiikassa fysikaalisen järjestelmän symmetria on jokin  ominaisuus, joka säilyy muunnosten jälkeen .

Symmetria ( symmetriat ) on yksi modernin fysiikan peruskäsitteistä , jolla on tärkeä rooli nykyaikaisten fysikaalisten teorioiden muotoilussa . Fysiikassa huomioon otettavat symmetriat ovat varsin erilaisia, alkaen tavallisen kolmiulotteisen "fyysisen avaruuden" symmetrioista (kuten peilisymmetriasta), jatketaan abstraktimpaan ja vähemmän visuaaliseen (kuten mittarin invarianssi ).

Joitakin modernin fysiikan symmetrioita pidetään tarkkoina, toisia vain likimääräisinä. Tärkeä on myös spontaanin symmetrian rikkoutumisen käsite .

Historiallisesti symmetrian käyttö fysiikassa voidaan jäljittää antiikille, mutta mullistavin koko fysiikan kannalta oli ilmeisesti sellaisen symmetriaperiaatteen käyttö suhteellisuusperiaatteena (sekä Galileossa että Poincaressa  - Lorentz  - Einsteinissa ), josta tuli sitten ikään kuin malli muiden symmetriaperiaatteiden käyttöönotolle ja käytölle teoreettisessa fysiikassa (joista ensimmäinen oli ilmeisesti yleisen kovarianssin periaate , joka on melko suora jatke suhteellisuusperiaatteelle ja johti Einsteinin yleiseen suhteellisuusteoriaan ).

Fysikaalisen ongelman symmetriaryhmä on ryhmä, jonka jokainen elementti on ongelman lineaarinen symmetriaoperaatio, joka kuvaa ongelman ratkaisujoukon yhden elementin toiseen. [yksi]

Symmetriaperiaatteiden perusteella on mahdollista päätellä uusia luonnonlakeja deduktiivisesti, ei vain fyysisten kohteiden havainnoinnin tai yhtälöiden ratkaisemisen tuloksena [2] .

Noetherin lause

Vuonna 1918 saksalainen matemaatikko Emmy Noether osoitti lauseen, jonka mukaan fyysisen järjestelmän jokainen jatkuva symmetria vastaa jotakin säilymislakia . Tämän lauseen olemassaolo mahdollistaa fyysisen järjestelmän analysoinnin tämän järjestelmän symmetriaa koskevien saatavilla olevien tietojen perusteella. Siitä seuraa esimerkiksi, että kehon liikeyhtälöiden muuttumattomuus ajassa johtaa energian säilymisen lakiin ; invarianssi suhteessa avaruuden siirtymiin  - liikemäärän säilymisen lakiin ; invarianssi kierrosten suhteen  - liikemäärän säilymislain mukaan .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. Lyubarsky, 1986 , s. 56.
  2. A. M. Baldin Symmetriasta modernissa fysiikassa (akateemikko V. A. Fockin syntymän satavuotispäivänä) Arkistokopio , päivätty 24. tammikuuta 2022 Wayback Machinessa // JINR Brief Communications. — 1(93) 1999, s. 5-13

Kirjallisuus