「電荷保存則」の版間の差分
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== ゲージ不変性への関連 ==
電荷保存則は、[[ネーターの定理]]
電荷の保存則と結び付いている対称性は、電磁場の大域的[[ゲージ不変性]]である<ref>{{cite book
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| id =
| isbn = 978-0-521-88021-3}}</ref>。
このことは、[[静電ポテンシャル]] <math>\phi</math> の
ゲージ不変性の完全な記述は、任意の[[スカラー場]] <math>\chi</math> の[[勾配]]によってベクトルポテンシャルが変化しても、電磁場の物理法則が変化しないことを表す。
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:<math>\phi' = \phi - \frac {\partial \chi}{\partial t} \qquad \qquad \mathbf{A}' = \mathbf{A} + \nabla \chi</math>
[[量子力学]]においては、[[チャージ_(物理学)|チャージ]]を持った粒子の[[波動関数]]の位相変化がスカラー場に等しい。
:<math>\psi' = e^{i q \chi}\psi</math>
ゲージ不変性とは、波動関数の位相の変化は観測することはできず、波動関数の振幅の変化のみが[[確率密度]] <math>|\psi|^2</math> として観測される、というよく知られる事実と同じことである。これ
電荷におけるゲージ不変性は非常に重要で電磁場の特性をよく表しており、多くの[[検証可能性]]を提供している。電荷保存則の理論的な正当性は、この対称性と結びつくことで強化されている。ゲージ不変性は、例えば、光子は質量を持たないことを要請する。光子の質量がゼロであるという実験的事実は、電荷が保存されていることの強力な証拠にもなる。<ref>
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