Ley de conservación

En física, una ley de conservación establece que una propiedad medible particular de un sistema físico aislado no cambia a medida que el sistema evoluciona con el tiempo. Las leyes de conservación exactas incluyen la conservación de la masa (ahora conservación de la masa y la energía según la teoría de la relatividad de Einstein), la conservación del momento lineal, la conservación del momento angular y la conservación de la carga eléctrica. También hay muchas leyes de conservación aproximadas, que se aplican a cantidades tales como masa, paridad, número de leptones, número de bariones, extrañeza, hipercarga, etc. Estas cantidades se conservan en ciertas clases de procesos físicos, pero no en todos. Una ley de conservación local generalmente se expresa matemáticamente como una ecuación de continuidad, una ecuación diferencial parcial que da una relación entre la cantidad de la cantidad y el "transporte" de esa cantidad. Establece que la cantidad de la cantidad conservada en un punto o dentro de un volumen solo puede cambiar por la cantidad de la cantidad que fluye dentro o fuera del volumen. Según el teorema de Noether, cada ley de conservación está asociada con una simetría en la física subyacente.

Leyes de conservación como leyes fundamentales de la naturaleza

Las leyes de conservación son fundamentales para nuestra comprensión del mundo físico, ya que describen qué procesos pueden o no ocurrir en la naturaleza. Por ejemplo, la ley de conservación de la energía establece que la cantidad total de energía en un sistema aislado no cambia, aunque puede cambiar de forma. En general, la cantidad total de propiedad regida por esa ley permanece sin cambios durante los procesos físicos. Con respecto a la física clásica, las leyes de conservación incluyen la conservación de energía, masa (o materia), momento lineal, momento angular y carga eléctrica. Con respecto a la física de partículas, las partículas no se pueden crear ni destruir excepto en pares, donde una es ordinaria y la otra es una antipartícula. Con respecto a las simetrías y los principios de invariancia, se han descrito tres leyes especiales de conservación, asociadas con la inversión o reversión del espacio, el tiempo y la carga. Las leyes de conservación se consideran leyes fundamentales de la naturaleza, con amplia aplicación en la física, así como en otros campos como la química, la biología, la geología y la ingeniería. La mayoría de las leyes de conservación son exactas o absolutas, en el sentido de que se aplican a todos los procesos posibles. Algunas leyes de conservación son parciales, ya que se aplican a algunos procesos pero no a otros. Un resultado particularmente importante en relación con las leyes de conservación es el teorema de Noether, que establece que existe una correspondencia biunívoca entre cada una de ellas y una simetría diferenciable de la naturaleza. Por ejemplo, la conservación de la energía se deriva de la invariancia temporal de los sistemas físicos, y la conservación del momento angular surge del hecho de que los sistemas físicos se comportan de la misma manera independientemente de cómo estén orientados en el espacio.

Leyes exactas

Una lista parcial de ecuaciones de conservación física debido a la simetría que se dice que son leyes exactas, o más precisamente, nunca se ha demostrado que se violen:

Leyes aproximadas

También existen leyes de conservación aproximadas. Estos son aproximadamente ciertos en situaciones particulares, como velocidades bajas, escalas de tiempo cortas o ciertas interacciones. Conservación de la energía mecánica Conservación de la masa en reposo Conservación del número de bariones (ver anomalía quiral y esfalerón) Conservación del número de leptones (en el modelo estándar) Conservación del sabor (violado por la interacción débil) Conservación de la paridad Invarianza bajo conjugación de carga Invarianza bajo inversión de tiempo Simetría CP, la combinación de conjugación de carga y paridad (equivalente a inversión de tiempo si CPT se mantiene)

Leyes de conservación globales y locales

La cantidad total de alguna cantidad conservada en el universo podría permanecer sin cambios si una cantidad igual apareciera en un punto A y al mismo tiempo desapareciera de otro punto separado B. Por ejemplo, una cantidad de energía podría aparecer en la Tierra sin