Die vier Wechselwirkungen - Erhaltungssätze und Erhaltungsgrößen   Wir haben die wichtigsten Vertreter der fundamentalen Wechselwirkungen kennengelernt. Üblicherweise werden Wechselwirkungen durch "Reaktionsgleichungen" beschrieben, wir haben bereits einige kennengelernt, z.B. die Paarvernichtung e - + e + à g + g . Ein entscheidendes Hilfsmittel zur Aufstellung und Kontrolle solcher Reaktionsgleichungen bieten Erhaltungssätze. Mit ihnen lässt sich entscheiden, ob eine Reaktion überhaupt möglich ist. So ist beispielsweise die Reaktion e - + e + à g + n e nicht möglich, da für alle Wechselwirkungen die Erhaltung der Leptonenzahl L gilt. Das Elektron e - hat L = +1, das Positron e + hat L = -1. Die Summe der Leptonenzahlen vor der Wechselwirkung beträgt also 0. Danach ist ein Lepton ( n e ) vorhanden mit L = +1. Die Erhaltung der Leptonenzahl ist folglich verletzt, die Reaktion kann nicht stattfinden. Neben der Erhaltung der Leptonenzahl L - man bezeichnet L daher als Erhaltungsgröße - gibt es noch eine Reihe weiterer Quantenzahlen , die bei bestimmten Wechselwirkungen erhalten bleiben müssen. Im Folgenden werden wir einige kennenlernen. Wie findet man Erhaltungssätze? Hierzu gibt es zwei Möglichkeiten, die Erfahrung und die Quantenmechanik. Die Teilchenreaktionen, die man bei Experimenten beobachtet, liefern entscheidende Hinweise auf Erhaltungsgrößen. Man hat durch eine Vielzahl experimentell beobachteter Wechselwirkungen festgestellt, dass manche Größen vor und nach einer Wechselwirkung gleich sind. Bekannte Größen, die bei starken, schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkungen erhalten bleiben, sind die Gesamtenergie E, die elektrische Ladung Q, der Gesamtimpuls p, der Drehimpuls L. Aber auch die Farbe, die Baryonenzahl B, die Leptonenzahl L und sogar die spezifischen Leptonenzahlen L e, L m und L t bleiben erhalten. Die Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Erhaltungssätzen und der Quantenmechanik würde in diesem Rahmen zu weit führen, hierzu sei z.B. auf verwiesen. Folgende Tabelle bietet eine Übersicht über Größen und zeigt bei welchen Wechselwirkungen sie erhalten bleiben ( GRÜN ) bzw. nicht erhalten bleiben ( ROT ). Man erkennt, dass alle angegebenen Größen für die elektromagnetische und starke Wechselwirkung erhalten bleiben (Ausnahme: Isospin I, dessen Erhaltung auch von der el.-mag. WW verletzt wird). Lediglich die schwache Wechselwirkung führt zu Ausnahmen. â WW | Größe à Energie E Impuls p Dreh- impuls L el. Lad. Q Farbe Baryonen- zahl B Leptonen- zahl L Lad.Kj.- zahl C Parität P schwach                   elektromagnetisch                   stark                   â WW | Größe à CP- Verletz. Isospin I I 3 Strange- ness S Charm- zahl C Quark- zahl Mesonen- zahl Quark- Flavour   schwach                   elektromagnetisch                   stark                   (siehe hierzu , Allgemeines in und eine ausführliche quantenmechanische Betrachtung in )