Кіріспе

Физика қасиеттері симметриялармен байланысты Физикада заряд - электромагнетизмдегі электр заряды немесе кванттық хромодинамикадағы түстер заряды сияқты көптеген сандардың бірі. Зарядтар симметрия тобының уақыт инвариантты генераторларына сәйкес келеді, әсіресе, гамильтондармен ауысатын генераторларға. Зарядтар жиі , және зарядтың инварианттылығы жоғалып бара жатқан коммутаторға сәйкес келеді, мұнда гамильтониялық. Осылайша, зарядтар сақталған кванттық сандармен байланысты; бұл генератордың өзіндік мәндері .

Абстрактілік анықтама

Тақырыбында, заряд - зерттеліп жатқан физикалық жүйенің үздіксіз симметриясының кез келген генераторы. Физикалық жүйеде қандай да бір симметрия болған кезде, Ноэтер теоремасы сақталған токтың бар екенін білдіреді. Ағымда "ағып жатқан" нәрсе - "қабылдау", ал алқабы - (жергілікті) симметрия тобының генераторы. Бұл зарядты кейде Нотер заряды деп атайды. Осылайша, мысалы, электр заряды электромагнетизмнің U ((1) симметриясының генераторы болып табылады. Сақталған ток - электр тогы. Жергілікті, динамикалық симметриялар жағдайында, әрбір зарядпен байланысты өлшем өрісі болады; квантталғанда, өлшем өрісі өлшем бозоны болады. Теорияның зарядтары өлшегіш өрісті "сәулелейді". Мысалы, электромагниттік өрістің өлшегіші - электромагниттік өріс, ал өлшегіш бозон - фотон. "Жүк" сөзі симетрия генераторының және генератордың консервацияланған кванттық санының (өздік мәні) синоними ретінде жиі қолданылады. Осылайша, жоғарғы әріпті Q генераторға сілтеме жасаса, генератордың [Q, H] = 0 гамильтониялықпен ауыстырылғанын білеміз. Коммутация q өзіндік мәндерінің уақыт инварианты екенін білдіреді: = 0. Мысалы, симметрия тобы Ли тобы болған кезде, заряд операторлары Ли алгебрасының түбір жүйесінің қарапайым түбірлеріне сәйкес келеді; зарядтың квантталуына себепші түбір жүйесінің дискреттілігі. Барлық басқа түбірлерді осылардың сызықтық комбинациялары ретінде алуға болатындықтан, қарапайым түбірлер қолданылады. Жалпы тамырлар жиі көтеру және төмендету операторлары немесе саты операторлары деп аталады. Кванттық сандар заряды Ли алгебрасының берілген бейнелеуінің ең жоғары салмақты модульдерінің салмағына сәйкес келеді. Мысалы, кванттық өріс теориясындағы бөлшектер симметрияға жатса, онда олар сол симметрияның белгілі бір бейнелеуіне сәйкес түрленеді; заряд кванттық саны - бұл бейнелеудің салмағы.