Gauge Invariance ist ein fundamentales Konzept in der theoretischen Physik, insbesondere in der Quantenfeldtheorie und der allgemeinen Relativitätstheorie. Es beschreibt die Eigenschaft eines physikalischen Systems, dass die physikalischen Gesetze unabhängig von der Wahl der lokalen Symmetrie oder Koordinaten sind. Dies bedeutet, dass bestimmte Transformationen, die man auf die Felder oder Koordinaten anwendet, keine messbaren Auswirkungen auf die physikalischen Ergebnisse haben.
Ein Beispiel ist die elektromagnetische Wechselwirkung, die unter der Gauge-Transformation invariant bleibt, wobei eine beliebige Funktion ist. Diese Invarianz ist entscheidend für die Erhaltung von physikalischen Größen wie Energie und Impuls und führt zur Einführung von Wechselwirkungen in den entsprechenden Theorien. Invarianz gegenüber solchen Transformationen ist nicht nur eine mathematische Formalität, sondern hat tiefgreifende physikalische Konsequenzen, die zur Beschreibung der fundamentalen Kräfte in der Natur führen.
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