8.3. Закон сохранения электрического заряда

Рассмотрим закон сохранения электрического заряда. Смысл

о

ег в том, что

алгебраическая сумма зарядов любой электрически изолированной системы сохраняется

во времени:

где j — плотность тока, ρ — объемная плотность заряда. Физический смысл этого

уравнения состоит в том, что div — расходимость тока (его движение) связана с

изменением во времени, т.е. перемещением электрического заряда. Математический

смысл

222 закона сохранения заряда заключен в уравнении непрерывности. Электрический ток

— направленное движение свободных заряженных частиц в электрическом поле.

Физический смысл закона сохранения заряда отражает факт несотворимости и

неуничтожимости электрического заряда.

Нужно подчеркнуть, что сохранение электрического заряда в изолированных

(замкнутых) системах не сводится к сохранению числа заряженных частиц. Так при β

распаде нейтрона, не имеющего заряда, n -> p + е- + возникают протон (с зарядом е+),

электрон (заряд е~) и антинейтрино, также не имеюще

е заряда. В этой реакции появились

две электрически заряженные частицы, но их суммарный заряд равен нулю, как и у

породившего их нейтрона. Отметим, что важным следствием закона сохранения заряда

является устойчивость электрона. Электрон является самой легкой электрически

заряженной частицей. Поэтому ему просто не н

а что распадаться, так как в этом случае

нарушился бы закон сохранения электрического заряда. По современным

представлен ям

и ,

емя

вр

жизни электрона не менее 1019 ле ,

т что говорит

в пользу этого

закона.

8.4. Зеркальная симметрия

Прежде чем перейти к другим «внутренним» симметриям остановимся еще на двух

видах дискретной симметрии, которые отличаются от непрерывных симметрий сдвига и

поворота. Рассмотрим зеркальную симметрию, которая описывается пространственной

инверсией, т.е. отражением системы координатных осей. Инверсия пространства

осуществляется «сразу» (в зеркале), а ее повторное применение возвращает систему в

исходное состояние. Это отражение называется операцией изменения «четности»

(пример с теннисистом в зеркале). Другой дискретной симметрией является симметрия

относительного обращения времени, приводящая к тому, что в симметричной Вселенной

законы природы не изменяются при замене направления течения времени на обратное ( t

тождественно равно —t и наоборот). Применение данной симметрии показывает, что

направление возрастания времени (движение в одну сторону) не играет существенной

роли. С равной вероятностью возможен и обратный процесс. Другими словами,

установить путем наблюдения, происходит ли развития событий в будущее или в

прошлое, для

223 равновесной симметричной системы невозможно. К такому же результату приводит

детерминированная механика Галилея — Ньютона в замкнутых системах. Но

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

136

одновременно мы уже знаем и о существовании «стрелы времени» для открытых

неравновесных систем. И это еще раз показывает неумолимо, что время все-таки «течет»

от прошлого к будущему и наша Вселенная неравновесна и асимметрична. Заметим,

однако, что понятие энтропии не однозначно применимо к микромиру и, следовательно,

изучая его, нельзя установить направление времени.