Заряда сохранения закон

Заряда сохранения закон, один из фундаментальных строгих законов природы, состоящий в том, что алгебраическая сумма (с учётом знака) электрических зарядов любой замкнутой (электрически изолированной) системы остаётся неизменной, какие бы процессы не происходили внутри этой системы. З. с. з. установлен в 18 в.

В конце 19 в. был открыт электрон - носитель отрицательного электрического заряда, а в начале 20 в, - протон, обладающий таким же по величине положительным зарядом; т. о. было доказано, что электрические заряды существуют не сами по себе, а связаны с частицами, являются внутренним свойством частиц (позднее были открыты и др. элементарные частицы, несущие положительный или отрицательный заряд той же величины). Электрический заряд дискретен: заряд любого тела составляет целое кратное от заряда элементарного, равного по величине заряду электрона.

Поскольку каждая частица характеризуется определённым, присущим ей электрическим зарядом, З. с. з. можно рассматривать как следствие сохранения числа частиц (в тех физических явлениях, в которых не происходит взаимопревращений частиц). При электризации макроскопических тел число заряженных частиц не меняется, а происходит лишь их перераспределение в пространстве. Так, если тела заряжаются в результате трения (электризация трением), заряженные частицы переносятся с одного тела на другое (заряд, который приобретает одно тело, теряет другое); т. о., оба тела, первоначально электрически нейтральные, заряжаются равными, но противоположными зарядами.

В физике элементарных частиц (области физики высоких энергий), для которой характерны процессы взаимопревращений частиц, число частиц не сохраняется - одни исчезают, другие рождаются, но при этом З. с. з. всегда строго выполняется и требует, чтобы полный заряд оставался неизменным при всех взаимодействиях и превращениях частиц. Рождение новой заряженной частицы возможно лишь либо при одновременном исчезновении "старой" частицы с таким же зарядом, либо в паре с другой частицей, имеющей заряд противоположного знака (например, в процессе рождения пар частица-античастица, см. Аннигиляция и рождение пар). При всех таких превращениях должны, разумеется, выполняться и другие законы сохранения, например энергии, количества движения и т.д. (см. Сохранения законы).
З. с. з. вместе с законом сохранения энергии "объясняют" устойчивость электрона. Электрон (и позитрон) - самая лёгкая из заряженных частиц, поэтому он ни на что не может распасться: распад на более тяжёлые заряженные частицы (например, мюон, пи-мезон) запрещен законом сохранения энергии, а распад на более лёгкие, чем электрон, нейтральные частицы (фотоны, нейтрино) запрещен З. с. з. О точности, с которой выполняется З. с. з., можно судить по тому, что (как показывает опыт) электрон не теряет своего заряда по крайней мере за 10 лет.