Erhaltungssätze,
in allen Naturwissenschaften gültige physikalische Grundgesetze, die besagen, dass in abgeschlossenen Systemen bestimmte physikalische Größen, die Erhaltungsgrößen des jeweiligen Systems, bei jeder zeitlichen Zustandsänderung »erhalten« bleiben. So gilt in solchen Systemen, in denen nur innere »Kräfte« wirksam sind, ein Erhaltungssatz für die Gesamtenergie (der Energiesatz), ein Erhaltungssatz für den Gesamtimpuls (der Impulssatz) und ein Erhaltungssatz für den Gesamtdrehimpuls (der Drehimpulssatz; Drehimpuls), außerdem in Systemen, bei denen Ladungsträger oder makroskopische Ladungsmengen auftreten und miteinander in Wechselwirkung stehen, ein Erhaltungssatz für die Gesamtladung (der Ladungserhaltungssatz; Ladung). Mit dem Impulssatz ist der Schwerpunktsatz gleichwertig. Der Energiesatz umfasst heute auch den ursprünglichen Satz von der Erhaltung der Masse (beziehungsweise der Materie oder Stoffmenge), da eine Masse m gemäß dem einsteinschen Gesetz E = mc2 einer Energie E äquivalent ist (c = Lichtgeschwindigkeit) und somit mit jeder Massenänderung eine Energieänderung verknüpft ist.Die vierdimensionale Formulierung der Relativitätstheorie durch H. Minkowski vereinigt dann auch Energie- und Impulssatz zu einem einzigen Erhaltungssatz, dem Energie-Impuls-Satz (Energie-Impuls-Tensor).
Neben diese klassische Erhaltungssätze treten in atomaren u. a. mikrophysikalischen Systemen außerdem Erhaltungssätze für den Spin, den Isospin und die Parität sowie für die Baryonenzahl, die Strangeness und die Leptonenzahl, die v. a. für die Klassifizierung der Elementarteilchen von Bedeutung sind. Es hat sich herausgestellt (in Verallgemeinerung der von E. Noether 1918 erkannten Zusammenhänge), dass jedem Erhaltungssatz eine Invarianzeigenschaft der physikalischen Gesetze (Invarianz, Eichinvarianz) entspricht.
Literatur:
E. Schmutzer: Symmetrien u. E. der Physik (1972).
Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:
Naturgesetze: Zusammenhänge des Naturgeschehens erkennen