荷 (物理)

✍ dations ◷ 2025-09-15 11:41:09 #理论物理,基本物理概念,电磁学

物理学中,荷(英语:Charge)可指不同的量值,例如电磁学中的电荷,或是量子色动力学中的色荷。荷对应于对称群中时不变的生成集,具体来说,对应于与哈密顿算符可交换的生成子。通常使用字母来表示荷,因此荷的不变性对应于湮灭交换子 = 0 {\displaystyle =0} 的本征值。

抽象地说,荷是一个我们所研究的物理系统的连续对称性的任何生成元。当一个物理系统具有某种对称性时,诺特定理暗示了一个守恒流的存在性。在这个流中"流动"的物质即为"荷",荷是(局部)对称群的生成元。这个荷有时候也被称为诺特荷。

因此,比如说,电荷是电磁学的U(1)对称性的生成元。它的守恒流为电流。

粒子物理中引入了许多作为量子数的“荷”,其中包括标准模型中的“荷”:


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