Локальная симметрия - Local symmetry

В физике , локальная симметрия является симметрией некоторой физической величины, которая плавно зависит от точки основного коллектора . Такие величины могут быть, например, наблюдаемой , тензором или лагранжианом теории. Эти виды симметрий, также известные как внутренние симметрии , отличаются от пространственно-временных симметрий .

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

Поля могут иметь внутреннюю симметрию в дополнение к симметрии пространства-времени. Во многих ситуациях нужны поля, которые представляют собой список пространственно-временных скаляров: ( φ 1 , φ 2 , ... φ N ). Например, в прогнозировании погоды они могут быть температура, давление, влажность и т.д. В физике элементарных частиц , то цвет симметрии взаимодействия кварков является примером внутренней симметрии, что и сильного взаимодействия . Другими примерами являются изоспин , слабый изоспин , очарование , странность и любая другая симметрия аромата .

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

Диффеоморфизмы

Группа диффеоморфизмов является локальной симметрией и, следовательно, любой геометрической или общековариантной теорией (т. Е. Теорией, уравнения которой являются тензорными уравнениями ).

Общая теория относительности обладает локальной симметрией диффеоморфизмов ( общей ковариантностью ). Это можно рассматривать как создание гравитационной силы .

Специальная теория относительности имеет только глобальную симметрию ( симметрию Лоренца или, в более общем смысле, симметрию Пуанкаре ).

Локальная калибровочная симметрия

Основная статья: Калибровочная теория

Есть много глобальной симметрии (например, SU (2) из изоспиновой симметрии) и локальные симметрии (например , SU (2) из слабых взаимодействий ) в физике элементарных частиц .

Часто термин «локальная симметрия» ассоциируется с локальными калибровочными симметриями в теории Янга – Миллса . Стандартная модель физики элементарных частиц состоит из теории Янга-Миллса . В этих теориях , то лагранжиан локально симметрично относительно некоторой компактной группы Ли . Локальные калибровочные симметрии всегда сочетаются с бозонными калибровочными полями, такими как фотонное или глюонное поле, которые индуцируют силу в дополнение к требованиям законов сохранения .

Супергравитация

Группа симметрии супергравитации - это локальная симметрия, а суперсимметрия - это глобальная симметрия.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Миснер, Чарльз У .; Thorne, Kip S .; Уилер, Джон Арчибальд (1973-09-15). Гравитация . Сан-Франциско: WH Freeman. 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 .