Локальная симметрия - Local symmetry

В физика, а локальная симметрия является симметрия некоторой физической величины, которая плавно зависит от точки основания многообразие. Такие количества могут быть, например, наблюдаемый, а тензор или Лагранжиан теории. Эти виды симметрии, также известные как внутренние симметрии, отличаются от симметрии пространства-времени.

Для этих локальных симметрий можно применить локальное преобразование (соответственно, локальное измерять преобразование), что означает, что представление из группа симметрии является функцией многообразия и, таким образом, может действовать по-разному в разных точках пространства-времени.

Поля могут иметь внутренние симметрии в дополнение к симметриям пространства-времени. Во многих ситуациях нужны поля, которые представляют собой список пространственно-временных скаляров: (φ1, φ2, ... φN). Например, в прогнозе погоды это могут быть температура, давление, влажность и т. Д. физика элементарных частиц, то цвет симметрия взаимодействия кварки является примером внутренней симметрии, симметрии сильное взаимодействие. Другие примеры: изоспин, слабый изоспин, очарование, странность и любой другой вкус симметрия.

Если существует симметрия задачи, не связанная с пространством-временем, при которой эти компоненты преобразуются друг в друга, то этот набор симметрий называется внутренняя симметрия. Можно также провести классификацию зарядов полей по внутренним симметриям.

Диффеоморфизмы

В диффеоморфизм группа является локальной симметрией и, следовательно, любая геометрическая или общековариантная теория (т. е. теория, уравнения которой тензорные уравнения ).

Общая теория относительности имеет локальную симметрию диффеоморфизмы (общая ковариация ). Это можно рассматривать как создание сила гравитации[как? ].[1]

Специальная теория относительности имеет только глобальную симметрию (Симметрия Лоренца или в более общем смысле Симметрия Пуанкаре ).[требуется разъяснение ]

Локальная калибровочная симметрия

Основная статья: Калибровочная теория

Есть много глобальных симметрий (например, SU (2) из изоспин симметрия)[требуется разъяснение ] и локальные симметрии (например, SU (2) из слабые взаимодействия ) в физика элементарных частиц.

Часто термин локальная симметрия ассоциируется с[Почему? ] с местными калибровочные симметрии в Теория Янга – Миллса. В Стандартная модель физики элементарных частиц состоит из Теории Янга-Миллса. В этих теории, то Лагранжиан локально симметричен относительно некоторого компактного Группа Ли. Локальные калибровочные симметрии всегда сочетаются с бозонный калибровочные поля[Почему? ], словно фотон или же глюон поле, которое индуцирует сила в дополнение к требованию законы сохранения.[2]

Супергравитация

Группа симметрии Супергравитация является локальной симметрией, тогда как суперсимметрия является глобальной симметрией.[требуется дальнейшее объяснение ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Миснер, Чарльз У .; Thorne, Kip S .; Уилер, Джон Арчибальд (1973-09-15). Гравитация. Сан-Франциско: В. Х. Фриман. ISBN  978-0-7167-0344-0.
  2. ^ Каку, Мичио (1993). Квантовая теория поля: современное введение. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-507652-4.