Loi de conservation

En physique, une loi de conservation exprime qu'une propriété mesurable particulière d'un système physique reste constante au cours de l'évolution de ce système. Certaines lois de conservation n'ont jamais été mises en défaut :

• conservation de l'énergie (y compris l'énergie de masse en relativité) ;
• conservation de la quantité de mouvement ;
• conservation du moment angulaire ;
• conservation de la charge électrique ;
• conservation de la charge de couleur ;
• conservation du flux magnétique ;
• conservation du nombre baryonique ;
• conservation du nombre leptonique ;
• conservation du produit des symétries .

Certaines lois de conservation ne sont qu'approximatives, en ce sens qu'elles sont légèrement violées par certaines interactions :

• conservation du spin isotopique (violée par l'interaction électromagnétique et l'interaction faible) ;
• conservation de la parité d'espace (violée par l'interaction faible) ;
• conservation de la conjugaison de charge (violée par l'interaction faible) ;
• conservation de la saveur des leptons (violée par l'interaction faible) ;
• conservation de la saveur des quarks (violée par l'interaction faible) ;
• conservation du produit (violation par l'interaction faible, mise en évidence sur un seul phénomène).

À titre historique, on peut rappeler la loi de

• conservation de la masse

qui fut à la base de la chimie et de la physique modernes, loi qui a été améliorée par la prise en compte des effets relativistes et de l'énergie de masse, et à ce titre, incluse dans la loi de conservation de l'énergie.

Le théorème de Noether exprime l'équivalence qui existe entre les lois de conservation et l'invariance des lois physiques en ce qui concerne certaines transformations (typiquement appelées symétries). Ce théorème ne s'applique qu'aux systèmes descriptibles par un lagrangien. Il existe un théorème analogue pour la mécanique hamiltonienne. Par exemple, l'invariance par translation dans le temps implique que l'énergie est conservée, l'invariance par translation dans l'espace implique que la quantité de mouvement est conservée, et l'invariance par rotation dans l'espace implique que le moment angulaire est conservé.

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