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保存則-グラフによるデータ分析-ヒストグラム-粒子物理学における単位またはベクトル
物理学のすべてにおいて、保存則はたった6つしかないのです。 それぞれ保存される量、つまり何かが起こる前と後で総量が同じであることを記述しています。 これらの法則には、系が閉じている、つまり、系はその外の何ものからも影響を受けないという制約がある。
電荷の保存
運動量の保存
質量・エネルギーの保存角運動量の保存
バリオンの保存
レプトンの保存古典物理で知っている保存法則を復習しておきましょう。
Conservation of Charge
これは化学でいつも使われるものです。 系内の全電荷は保存される。NaOH + HCl
?
Na+OH- + H+Cl-
1+ + 1- + 1+ + 1- = 0 = 0 + 0 この粒子の相互作用を確認しましょう：
p+ + 無
1+01++1
1運動量の保存
運動量p（ベクトル）は質量m（スカラー）×速度v（ベクトル）に等しい。(p = m v)
おもちゃの車の衝突を考えてみる。
衝突前 衝突後 m1= 1kg m2 = 2kg m1 = 1kg m2 = 2kg v1 = +5m/s v2 = -m/s5 m/s v1′ = -3 m/s v2′ = -1 m/s 衝突前後の全速度と全運動量を算出せよ。 vとpはベクトルであることを忘れないように。
衝突前 衝突後 となる。 m1 = 1kg m2 = 2kg m1 = 1kg m2 = 2kg Sv = +5 m/s + – 5 m/s = 0 Sv = -3 m/s + -1 m/s = -4 Sp = +5 kg m/s + -10 kg m/s
= -5 kg m/sSp = -3 kg m/s + -2 kg m/s
= -5 kg m/sだから、だ。 全速度は保存されないが、運動量は保存される!
電子と陽電子が衝突したときの粒子の軌跡（コンピュータで計算したもの）を見てみましょう。 結論は？
前。
後。
目に見えない粒子が1つ以上ないと、運動量は保存されないように見えます。1930年代、このような事象で運動量の保存が破られるように見えたとき、素粒子物理学者は目に見えない粒子があるはずだと気付きました。
Conservation of Energy/Mass>
Consider the following reaction:po
この例ではKEi=0である。なお、初期状態と最終状態は非相互作用なので、位置エネルギーは考慮する必要はない。
L = m R v = I w
星がつぶれる（あるいはアイススケートの選手が腕を引っ張る）と、Rは小さくなる。角運動量が保存されるなら、Rが小さくなるとmかvのどちらかを大きくしなければならない。 アイススケートの場合、mを増やすよりvを増やす方がずっと簡単です。 m1 R1 v1= m2 R2 V2
スピン
電子や他の粒子の「スピン」について時々耳にしますが、
「次元のない」粒子にどうしてスピンがあるのでしょうか。 また、どうしてそれが本質的な特性なのでしょうか。 896> Scientific AmericanのAsk the Expertが、スピンとその名前の歴史についての情報を提供しています。
IEEE の The Quest for the Spin Transistor では、スピンについて説明し、より最近の研究についても触れています。バリオン数の保存
バリオンは任意の3つのクォークからなるハドロン（クォークからなる複合粒子）である。 バリオン数は反応において保存される。 各バリオンを+1、各反バリオンを-1と数える必要がある。 非バリオンは0です。p- + p+
これは電荷とバリオン数の両方を保存する観測事象である。p+
これは電荷を保存するがバリオン数は保存しないので起こらない。レプトン数の保存
レプトンは6つあり、3つは電気を持ち、3つはニュートリノと呼ばれ、電気を持ちません。 電子は最もよく知られたレプトンです。 他の2つの荷電レプトンはタウとミューオンです。 それぞれのニュートリノは荷電レプトンの1つに関連しています。レプトン数は反応においても保存されています。 レプトンは+1，反レプトンは-1，非レプトンは0です。
e+ + e-
これは電荷とバリオン数の両方を保存する観測された事象です。p-
電荷は保存されるが、レプトン数は保存されない。 左側にはレプトンがないのに、右側にはレプトンがある。 こんなことはありえない。因みに、pのような3種類目の粒子、中間子には保存則はない。
