Симетрія (фізика)

Симетрія у фізиці
Перетворення Відповідна
інваріантність
Відповідний
закон
збереження
Трансляції часу Однорідність
часу
... Енергії
C, P, CP і T -симетрії Ізотропності
часу
... Парності
Трансляції простору Однорідність
простору
... Імпульсу
Обертання простору Ізотропності
простору
... Моменту
імпульсу
Група Лоренца Відносність
Лоренц-інваріантність
... 4-імпульсу
~ Каліброване перетворення Калібрувальна інваріантність ... Заряду

Симетрія (симетрії) - одне з фундаментальних понять в сучасній фізиці, відіграватиме найважливішу роль у формулюванні сучасних фізичних теорій. Симетрії, що враховуються у фізиці, досить різноманітні, починаючи з симетрій звичайного тривимірного "фізичного простору" (такими, наприклад, як дзеркальна симетрія), продовжуючи більш абстрактними і менш наочними (такими як калібрувальна інваріантність).

Деякі симетрії в сучасній фізиці вважаються точними, інші - лише наближеними. Також важливу роль відіграє концепція спонтанного порушення симетрії.

Історично використання симетрії у фізиці простежується з давнини, але найбільш революційним для фізики в цілому, мабуть, стало застосування такого принципу симетрії, як принцип відносності (як у Галілея, так і у Пуанкаре - Лоренца - Ейнштейна), що стало потім як би зразком для введення і використання в теорфізіке інших принципів симетрії (першим з яких став, мабуть, принцип загальної ковариантности, що є досить прямим розширенням принципу відносності і призвів до загальної теорії відносності Ейнштейна).


Теорема Нетер

В 1918 німецький математик Нетер довела теорему, згідно якої кожній безперервної симетрії фізичної системи відповідає деякий закон збереження. Наявність цієї теореми дозволяє проводити аналіз фізичної системи на основі наявних даних про симетрії, якій ця система володіє. З неї, наприклад, випливає, що інваріантність рівнянь руху тіла з плином часу призводить до закону збереження енергії; інваріантність щодо зрушень у просторі - до закону збереження імпульсу; інваріантність щодо обертань - до закону збереження моменту імпульсу.