Last (fysisk)
I fysikk kan en ladning referere til forskjellige størrelser, for eksempel elektrisk ladning i elektromagnetisme eller fargeladning i kvantekromodynamikk . Avgiftene er knyttet til konserverte kvantetall .
Formell definisjon
På en mer abstrakt måte er en belastning en hvilken som helst generator for en kontinuerlig symmetri av det fysiske systemet som studeres. Når et fysisk system viser noen symmetri, innebærer Noethers teorem eksistensen av en konservert strøm. Det som "strømmer" i strømmen er "belastningen", belastningen er generatoren til den (lokale) symmeturgruppen. Denne avgiften blir noen ganger referert til som Noether's charge .
Så for eksempel er den elektriske ladningen generatoren for U (1) -symmetrien til elektromagnetisme. Den nåværende konserverte er den elektriske strømmen .
Når det gjelder lokale dynamiske symmetrier, eksisterer det et målefelt assosiert med hvilken som helst belastning; fra et kvantesynspunkt blir dette målerfeltet et målerboson . I teorien "bestråler" ladingen feltet. Så for eksempel er målefeltet til elektromagnetisme det elektromagnetiske feltet ; og målerbosonen er foton .
Noen ganger brukes begrepet "belastning" synonymt med "generator" i referanse til generatoren for symmetri. Mer presist, når symmeturgruppen er en Lie-gruppe , forstås ladningene som tilsvarer rotsystemet til Lie-gruppen; skjønnet til rotsystemet står for kvantifisering av belastningen.
Eksempler
Ulike kvantetall av ladninger har blitt presentert av teorier om partikkelfysikk . De inkluderer lastene til standardmodellen :
- Fargeladningen til kvarker : fargeladingen genererer SU (3) fargesymmetri av kvantekromodynamikk;
- Det svake isospin- kvantetallet for elektrosvak interaksjon genererer SU (2) -delen av elektrosvakksymmetrien SU (2) × U (1); den svake isospinen er en lokal symmetri hvis målebosoner er W- og Z- bosonene ;
- Elektrisk ladning for elektromagnetiske interaksjoner ;
Mengden tilnærmet symmetri:
- Belastningen av sterke isospin : symmetrien gruppen er smaken symmetri SU (2); målerbosonene er bønder . Pioner er ikke grunnleggende partikler, og symmetrien er bare omtrentlig. Dette er et spesielt tilfelle av smaksymmetri.
- Den smak ladning av partiklene, slik som fremmedhet eller mål . De genererer den generelle SU (6) smaksymmetrien til de grunnleggende partiklene; denne symmetrien er dypt ødelagt for høymassekvarker.
Antatte belastninger av standardmodellen:
- Den magnetiske ladningen , en annen ladning i teorien om elektromagnetisme. Magnetiske ladninger er ikke synlige gjennom laboratorieeksperimenter, men antas å være til stede for teorier som inkluderer magnetiske monopol .
I formalismen til partikkelteori kan kvantetall som tilsvarer tallene for en ladning noen ganger reverseres ved hjelp av en ladningskonjugasjonsoperator betegnet C. Ofte kan ikke chirale fermioner . Ladekonjugasjonen betyr ganske enkelt at en gitt symmeturgruppe vises mellom to gruppeforestillinger som ikke er likeverdige (men likevel isomorfe ) . Dette er vanligvis tilfelle når to representasjoner av ladningskonjugasjoner er grunnleggende representasjoner av Lie-gruppen. Deres produkt utgjør deretter vararepresentasjonen for gruppen.
Således er et vanlig eksempel produktet av to grunnleggende representasjoner av ladningskonjugering av SL (2, C) ( spinorene ) som danner supplementet til Lorentz-gruppen SO (3,1) ; vi skriver på en abstrakt måte:
Se også
Relatert artikkel
Supercharge (en)