Techniklexikon

Superauswahlregeln

Quantenmechanik, Auswahlregeln, die für alle Wechselwirkungen streng gelten und auf eine allen Naturgesetzen zugrundeliegende, ungebrochene Symmetrie zurückgeführt werden können. Die Erzeugenden derartiger Symmetrien und daher zugleich streng erhaltene Quantenzahlen der Natur sind die elektrische Ladung Q, die Baryonenzahl A und die Leptonenzahl L sowie die Statistik-Quantenzahl (-1)^F mit der Fermionenzahl F. Im Rahmen der GUT sind jedoch A und L nicht mehr streng erhalten, und die Supersymmetrien verletzen auch die Erhaltung der Statistik.

Die Superauswahlregeln haben zur Folge, dass der Zustandsraum von Quantensystemen in zueinander dekohärente Sektoren zerfällt, die durch verschiedene Werte der Quantenzahlen (Q, A, L, F) charakterisiert sind, z.B.  und , die Teilchen der Ladung Q = 0 und Q = 1 beschreiben. Verschiedene Zustände eines Sektors heissen kohärent und sind superponierbar, während Zustände verschiedener Sektoren dekohärent und daher nicht superponierbar sind (Kohärenz, Superpositionsprinzip).

Quantensysteme müssen daher stets eine eindeutig definierte Ladung haben und können niemals als Überlagerung zweier Zustände mit den Ladungen Q = 0 und Q = 1 auftreten. Dagegen können Systeme mit verschiedenen Drehimpulsen stets überlagert werden.