Ordlista

Välj ett av nyckelorden till vänster ...

Transformationer och symmetriSymmetri i fysik

Lästid: ~10 min
Denna sida har automatiskt översatts och kan innehålla fel. Vänligen kontakta dig om du vill hjälpa oss att granska översättningar!

Hittills var alla symmetrier vi tittade på visuella i någon mening: synliga former, bilder eller mönster. I själva verket kan symmetri vara ett mycket bredare begrepp: immunitet mot förändring .

Till exempel, om du gillar äppeljuice lika mycket som du gillar apelsinjuice, är din preferens "symmetrisk" under omvandlingen som byter äpplen och apelsiner.

1915 observerade den tyska matematikern Emmy Noether att något liknande är sant för naturlagarna .

Till exempel berättar vår erfarenhet att fysikens lagar är desamma överallt i universum. Det spelar ingen roll om du genomför ett experiment i London, eller i New York eller på Mars - fysikens lagar bör alltid vara desamma. På ett sätt har de .

På samma sätt borde det inte göra någon roll om vi utför ett experiment när vi vetter mot nord, söder eller öst eller väst: naturlagarna har .

Och slutligen borde det inte betyda om vi genomför ett experiment idag, imorgon eller om ett år. Naturlagarna är ”tidssymmetriska”.

F =GMmr2 F =GMmr2

Dessa ”symmetrier” kanske till en början verkar ganska meningslösa, men de kan faktiskt berätta mycket om vårt universum. Emmy Noether lyckades bevisa att varje symmetri motsvarar en viss fysisk mängd som bevaras .

Tidsymmetri innebär till exempel att energi måste bevaras i vårt universum: du kan konvertera energi från en typ till en annan (t.ex. ljus till elektricitet), men du kan aldrig skapa eller förstöra energi. Den totala mängden energi i universum kommer alltid att vara konstant.

CERN is the world’s largest particle accelerator. Scientists smash together fundamental particles at enormous speeds, to learn more about their properties. Can you see the person at the bottom, for size comparison?

The paths taken by particle fragments after a collision

Det visar sig att fysiker, bara genom att veta om symmetri, kan härleda de flesta naturlagar som styr vårt universum - utan att behöva göra något experiment eller observation.

Symmetri kan till och med förutsäga existensen av grundläggande partiklar. Ett exempel är den berömda Higgs Boson : den förutsades på 1960-talet av teoretiska fysiker, men observerades inte i den verkliga världen förrän 2012.