بقاء الشحنة

تعلمنا في الميكانيكا أن الطبيعة تحافظ ( تبقى على) كميات معينة.  ومن بين تلك الكميات، الطاقة، كمية الحركة الخطية وكمية الحركة الزاوية. وتخضع كل من هذه الكميات لقانون بقاء. وكما رأينا من قبل فإن هذه الحقيقة ذات أهمية عظيمة في الكون الذي نعيش فيه.

هناك أيضاً قوانين للبقاء تنطبق على الكميات الكهربية. وأحد هذه القوانين هو قانون بقاء الشحنة الكهربية؛ ومضمونه أن المجموع الجبري لكل الشحنات في الكون يبقى ثابتاً على الدوام. وقد أصبحت هذه الحقيقة واضحة لنا في هذا القرن فقط. فعندما تمكن العلماء من توليد جسيمات جديدة عند قذف جسيم ذي طاقة عالية بجسيم آخر داخل معجلات عملاقة، فإنهم اكتشفوا ان الشحنات دائماً ما تولد ( او تتلاشى) على هيئة أزواج. وأي تفاعل من شأنه إيجاد إلكترون ( شحنته - e) يوجد أيضاً جسيماً شحنته + e. وبالمثل عندما يتحد جسيم شحنته +e كالبوزيترون ( الإلكترون الموجب) مع جسيم شحنته –e، فإن الشحنتين كلتيهما تختفيان، ويكون المجموع الجبري في البداية صفراً، ويظل صفراً بعد أن يكتمل التفاعل. وفي كل تجربة، يكون المجموع الجبري للشحنات قبل التفاعل هو نفس المجموع بعد ذلك. ويبدو أنه لا توجد وسيلة يمكن بها خلق أو تدمير شحنة صافية. ونستنتج من هذا أن الشحنة في الكون لا تتغير. وهذا ما هو ما يسمى قانون بقاء الشحنة. وإحدى وسائل التعبير عن هذا القانون على نطاق أصغر نوعاً ما هي:

لا يمكن خلق أو تدمير شحنة موجبة او سالبة صافية في أي عملية فيزيائية.