Sümmeetriaprintsiibid

Sümmeetriaprintsiibid viitavad fundamentaalsetele põhimõtetele füüsikas, mis ütlevad, et füüsikaseadused jäävad samaks, kui teostada teatud tüüpi sümmeetrilist teisendust. Need sümmeetriad on tihedalt seotud konserveerimisseadustega, nagu seda kirjeldab Noetheri teoreem.

Peamised sümmeetriaprintsiibid hõlmavad järgmisi. Ruumi translatsioonisümmeetria tähendab, et füüsikaseadused on samad kõikjal ruumis. Sellest sümmeetriast tuleneb impulsi (liiksmassi) konserveerumine. Aja translatsioonisümmeetria tähendab, et füüsikaseadused ei muutu ajas. Sellest sümmeetriast tuleneb energia konserveerumine. Ruumi rotatsioonisümmeetria tähendab, et füüsikaseadused ei sõltu orientatsioonist ruumis. Sellest sümmeetriast tuleneb impulsimomendi konserveerumine.

Lisaks nendele põhilisematele sümmeetriatele on ka muid olulisi sümmeetriaid. Näiteks on olemas peegeldussümmeetriad, nagu pariteetsümmeetria (P-sümmeetria), mis puudutab peegelsümmeetriat ruumis, ja laeng-pariteetsümmeetria (C-sümmeetria), mis puudutab osakeste ja antiosakeste vahetust. Ka ajavahetuse sümmeetria (T-sümmeetria) on oluline.

Elementaarosakeste füüsikas on sümmeetriaprintsiibid eriti olulised. Sisemised sümmeetriad, nagu SU(2) ja SU(3) sümmeetriad, kirjeldavad osakeste vastastikmõjusid. Näiteks on isospin SU(2) sümmeetria seotud tugeva vastastikmõjuga. Värvilaengu sümmeetria SU(3) on samuti seotud tugeva vastastikmõjuga. Elektromagnettise vastastikmõju kirjeldab U(1) sümmeetria. Need sümmeetriad moodustavad aluse standardmudelile, mis kirjeldab tuntud elementaarosakesi ja nende vastastikmõjusid.