Interested Article - Симметрия (физика)


Преобразование	Соответствующая инвариантность	Соответствующий закон сохранения
↕ Трансляции времени	Однородность времени	…энергии
⊠ C , P , CP и T -симметрии	Изотропность времени	…чётности
↔ Трансляции пространства	Однородность пространства	…импульса
↺ Вращения пространства	Изотропность пространства	…момента импульса
⇆ Группа Лоренца (бусты)	Относительность лоренц-ковариантность	…движения центра масс
~ Калибровочное преобразование	Калибровочная инвариантность	…заряда

Симме́три́я в широком смысле — соответствие, неизменность ( инвариантность ), проявляемые при каких-либо изменениях, преобразованиях (например: положения , энергии , информации , другого). В физике , симметрия физической системы — это некоторое свойство, сохраняющееся после проведения преобразований .

Симме́три́я ( симметрии ) — одно из фундаментальных понятий в современной физике , играющее важнейшую роль в формулировке современных физических теорий . Симметрии, учитываемые в физике, довольно разнообразны, начиная с симметрий обычного трёхмерного «физического пространства» (такими, например, как зеркальная симметрия), продолжая более абстрактными и менее наглядными (такими как калибровочная инвариантность ).

Некоторые симметрии в современной физике считаются точными, другие — лишь приближёнными. Также важную роль играет концепция спонтанного нарушения симметрии .

Исторически использование симметрии в физике прослеживается с древности, но наиболее революционным для физики в целом, по-видимому, стало применение такого принципа симметрии, как принцип относительности (как у Галилея , так и у Пуанкаре — Лоренца — Эйнштейна ), ставшего затем как бы образцом для введения и использования в теоретической физике других принципов симметрии (первым из которых стал, по-видимому, принцип общей ковариантности , являющимся достаточно прямым расширением принципа относительности и приведшего к общей теории относительности Эйнштейна ).

Группой симметрии физической задачи называется группа, каждый элемент которой является линейной операцией симметрии задачи, отображающий один элемент множества решений задачи, в другой.

Исходя из принципов симметрии, можно выводить новые законы природы дедуктивно, а не только в результате наблюдения над физическими объектами или в результате решения уравнений .

Теорема Нётер

В 1918 году немецкий математик Эмми Нётер доказала теорему, согласно которой каждой непрерывной симметрии физической системы соответствует некоторый закон сохранения . Наличие этой теоремы позволяет проводить анализ физической системы на основе имеющихся данных о симметрии, которой эта система обладает. Из неё, например, следует, что инвариантность уравнений движения тела с течением времени приводит к закону сохранения энергии ; инвариантность относительно сдвигов в пространстве — к закону сохранения импульса ; инвариантность относительно вращений — к закону сохранения момента импульса .