Teori ukuran (fisika)

Dalam fisika, teori ukuran (teori gauge) adalah kelas teori fisika berbasis ide bahwa transformasi simetri dapat dibentuk simetri lokal sebagaimana simetri global. Ide ini berlaku tak hanya untuk teori medan, namun berlaku juga untuk sistem berdimensi berhingga (yakni, sistem yang dideskripsikan oleh persamaan diferensial biasa).

Penjelasan

Banyak teori berdaya guna dalam fisika dideskripsikan oleh Lagrangian yang invarian dalam grup transformasi simetri tertentu. Ketika mereka invarian dalam transformasi secara identik dilakukan pada setiap titik (geometri) dalam ruang dimana proses fisika terjadi; mereka dikatakan memiliki simetri global.

Dalam teori ukuran persyaratan transformasi global dikurangi sehingga Lagrangian diperlukan memiliki simetri lokal saja. Hal ini dapat dipandang sebagai bentuk umum prinsip ekivalensi relativitas umum dimana masing-masing titik dalam ruang waktu adalah pilihan yang diperkenankan dari kerangka (koordinat) acuan lokal.

Sebagaimana dalam situasi tersebut, "simetri" ukuran merefleksikan kelebihan deskripsi sistem. Secara historis, ide ini pertama kali dikemukakan dalam konteks elektromagentisme klasik dan kemudian dalam relativitas umum. Namun, peranan pentingnya di masa modern dari simetri ukuran muncul dalam mekanika kuantum relativistik untuk kasus elektron. Saat ini, teori ukuran berguna dalam fisika materi padat, fisika nuklir dan energi tinggi dan sub bidang lain.