Группа законов, которые утверждают, что значения определенных величин не меняются в замкнутых системах при их изменениях.
Законы сохранения макромира
Законы сохранения макромира включают в себя законы сохранения энергии, сохранения линейного импульса, сохранения момента импульса и сохранения электрического заряда. Существует также много приближенных законов сохранения, которые применяются к таким величинам, как масса, четность, гиперзаряд и т.д. Эти величины сохраняются в определенных классах физических процессов, но не во всех.
Местный закон сохранения обычно математически выражается как уравнение неразрывности, уравнение в частных производных, которое дает соотношение между количеством количества и «переносом» этого количества. В нем говорится, что количество сохраняемого количества в точке или в объеме может изменяться только на удельное количество измеряемой величины, которое входит в объем или выходит из него.
Согласно теореме Нетера каждый закон сохранения связан с некоей симметрией пространства и времени.
В начале XX в. Э. Нётер сформулировала теорему, согласно которой, если свойства системы не меняются от какого-то преобразования, то ему соответствует некоторый закон сохранения (теорема Нетер).
Таким образом, симметрия всегда связана с сохранением и выделяет в окружающем мире различные инварианты (неизменные величины) – какие-то своеобразные «опорные точки» Вселенной.
Законы сохранения в физике высоких энергий
В физике субъядерных частиц существует большое количество законов сохранения. Есть все основания считать, что здесь, как и в макромире каждый закон сохранения связан с определенной симметрией законов природы. Условно эти законы можно разделить на три группы в соответствии с их физической природой:
- законы сохранения, связанные с геометрией четырехмерного пространства-времени;
- точные законы сохранения зарядов
- приближенные законы сохранения (выполняются только для некоторых фундаментальных взаимодействий).
Указанные группы законов сохранения систематизированы по типу взаимодействия (сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия).
Однако физический смысл эмпирически установленных симметрий, связанных с каждым из видов, сегодня окончательно не установлен.
Законы сохранения в физике частиц имеют очень важное значение, поскольку современная теория высоких энергий не имеет фундаментальных уравнений движения, аналогичных уравнениям Ньютона в классической механике и Максвелла в классической электродинамике. В то же время изучение различных симметрий, законов сохранения и их последствий позволяет систематизировать полученные экспериментальные данные. Новейшие физические теории, которые претендуют на роль наиболее общих, непременно должны объяснить природу физических величин и выявить их происхождение.
Статья по естествознанию на заказ от проверенных исполнителей!
Комментарии