Glossar der Physik - Begriffserklärung





Noether-Theorem
Das Noether-Theorem, benannt nach der Mathematikerin Emmy Noether, ist ein fundamentaler Satz in der Physik, der eine tiefe Verbindung zwischen Symmetrien in einem physikalischen System und Erhaltungsgrößen aufzeigt. Einfach ausgedrückt besagt es, dass jeder kontinuierlichen Symmetrie eines physikalischen Systems eine entsprechende Erhaltungsgröße zugeordnet ist. Was bedeutet das konkret? Eine Symmetrie liegt dann vor, wenn sich die grundlegenden Gesetze, die ein System beschreiben, nicht ändern, auch wenn man bestimmte Parameter des Systems verändert. Wenn beispielsweise die physikalischen Gesetze gleich bleiben, egal zu welchem Zeitpunkt man ein Experiment durchführt, spricht man von einer Zeitsymmetrie. Das Noether-Theorem sagt nun aus, dass dieser Zeitsymmetrie die Erhaltung der Energie entspricht. Energie kann also in einem solchen System weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur umgewandelt werden.
Ein weiteres Beispiel ist die Symmetrie bezüglich des Ortes. Wenn die physikalischen Gesetze an jedem Ort im Universum gleich sind, also eine Ortsunabhängigkeit oder Translationssymmetrie vorliegt, dann ist der Impuls eine Erhaltungsgröße. Das bedeutet, dass in einem abgeschlossenen System der Gesamtimpuls konstant bleibt. Denken Sie an zwei Billardkugeln, die zusammenstoßen: Die Summe der Impulse vor dem Stoß ist gleich der Summe der Impulse nach dem Stoß. Analog dazu führt die Symmetrie bezüglich der Richtung, also die Rotationssymmetrie, zur Erhaltung des…











