Symmetrie (natuurkunde)
In de natuurkunde verstaat men onder symmetrie alle kenmerken van een natuurkundig systeem die de eigenschap van symmetrie vertonen. Dat wil zeggen dat onder bepaalde transformaties aspecten van deze systemen hetzelfde blijven volgens een bepaalde observatie. Een symmetrie van een natuurkundig systeem is een natuurkundig en wiskundig kenmerk van dit systeem, waargenomen of intrinsiek, dat onder een willekeurige verandering hetzelfde blijft. De symmetrie-eigenschappen van een natuurkundig systeem zijn nauw verbonden aan de behoudswetten die een dergelijk systeem karakteriseren. De stelling van Noether geeft een nauwkeurige beschrijving van deze relatie. Deze stelling houdt in dat elke continue symmetrie van een natuurkundig systeem betekent dat een bepaalde natuurkundige eigenschap van dat systeem behouden blijft. Omgekeerd heeft elke behouden grootheid een overeenkomstige symmetrie. De isometrie van de ruimte geeft aanleiding tot behoud van impuls, en de isometrie van de tijd geeft aanleiding tot behoud van energie.
De onderstaande tabel geeft een overzicht van enige fundamentele symmetrieën en de daarbij horende grootheid.
| Klasse | Invariantie | Behouden hoeveelheid |
|---|---|---|
| lorentzsymmetrie | translatie in tijd homogeniteit |
behoud van energie |
| translatie in de ruimte homogeniteit |
impuls | |
| rotatie in ruimte | impulsmoment | |
| Discrete symmetrie | P, coördinateninversie | ruimtelijke pariteit |
| C, ladingconjugatie | ladingpariteit | |
| T, tijdsomdraaiing | tijdspariteit | |
| CPT | product van pariteiten | |
| Interne symmetrie onafhankelijk van de coördinaten van de ruimtetijd |
U(1) ijktransformatie | elektrische lading |
| U(1) ijktransformatie | lepton generatiegetal | |
| U(1) ijktransformatie | hyperlading | |
| U(1)Y ijktransformatie | zwakke hyperlading | |
| U(2) (U(1) x SU(2)) | elektrozwakke wisselwerking | |
| SU(2) ijktransformatie | isospin | |
| SU(2)L ijktransformatie | zwakke isospin | |
| P x SU(2) | G-pariteit | |
| SU(3) winding getal | baryongetal | |
| SU(3) ijktransformatie | quarkkleur | |
| SU(3) bij benadering | quarksmaak | |
| S((U2) x U(3)) U(1) x SU(2) x SU(3) |
standaardmodel |
Literatuur
[bewerken | brontekst bewerken]- (en) A Zee. Fearful Symmetry: The search for beauty in modern physics, 2007. 1e druk Princeton University Press ISBN 978-0691009469, 1986 2e druk door Macmillan
- (en) A Mouchet. Reflections on the four facets of symmetry: how physics exemplifies rational thinking, 2013. voor European Physical Journal H 38, 661
- (en) B V Fraassen. Laws and symmetry, 1989.
- (en) E Wigner. Symmetries and Reflections, 1967.
Bronvermelding
[bewerken | brontekst bewerken]- Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Symmetry (physics) op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.