symmetri – elementærpartikkelfysikk

En spesiell interesse for lovene har utviklet seg i forbindelse med studier av elementærpartikler. Her er det kjent at visse partikkelegenskaper bare forekommer i bestemte mengder som angis ved kvantetall: ladningstall (antall elektriske elementærladninger), nukleontall (for partikler med sterk vekselvirkning), leptontall (for partikler med svak vekselvirkning) m.fl. Av symmetrigrunner ventes for hver partikkel som kan karakteriseres med ett eller flere slike kvantetall, en tilsvarende antipartikkel karakterisert med de samme kvantetallene med motsatt tegn. I et lukket system vil summen for hvert av disse kvantetallene være konstant når de regnes for alle partiklene og antipartiklene i systemet. Derfor kan en partikkel bare produseres eller annihileres (gå til grunne) sammen med en tilsvarende antipartikkel.

I den matematiske beskrivelse av symmetrilovene ordnes kvantetallene for et system av partikler i grupper som må ha bestemte symmetriegenskaper. Ved transformasjoner (rotasjon, inversjon) i tidrommet eller i et imaginært rom endres tallene i gruppen. Dette svarer til at partiklene går over fra en tilstand til en annen, og symmetriegenskapene ved gruppen viser hvilke overganger som er mulige.

Når energien til et system økes, ved f.eks. å øke den kinetiske energien til to elementærpartikler som kolliderer, blir antall mulige symmetritilstander av systemet også økt. Dermed oppstår nye muligheter for overgang mellom partikler, og partikler som ved lave energier synes fundamentalt forskjellige, opptrer som elementer av en høyere symmetritilstand. På den måten har man etter hvert oppnådd en enhetlig beskrivelse av forskjellige krefter som opptrer i naturen: Elektromagnetiske krefter, krefter for svak vekselvirkning (lepton-krefter), krefter for sterk vekselvirkning (kjernekrefter eller kvark-krefter), og man har sterke forhåpninger om også å innordne gravitasjonskrefter i en enhetlig symmetribeskrivelse av naturen. Se elementærpartikler.

Grunnlaget for slike betraktninger finnes i gruppeteori, som for en stor del bygger på arbeider av den norske matematikeren Sophus Lie.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.