角動量守恆（conservation of angular momentum）

一位旋轉的花式溜冰運動員把手臂收回，轉得更快了；一顆繞太陽運行的行星始終以穩定的速率掃過相等的面積。兩者都在展示角動量守恆——一個系統裡「旋轉的總量」。角動量度量的是旋轉運動，既包括繞某點的公轉，也包括原地的自轉，而且它帶有方向（旋轉的軸）。在不受外界干擾時，它的總量永遠不變。

粒子以兩種方式攜帶角動量。一種是軌道角動量——一個粒子繞另一個粒子運動，就像行星繞恆星。另一種是自旋，這是每個粒子作為內稟屬性自帶的角動量，彷彿它即便靜止也一直在轉（不過它並不真是一個旋轉的小球）。在量子世界裡，這兩種角動量都只能以固定大小的整步出現，步長由普朗克常數決定。當一個粒子衰變或粒子相撞時，總角動量——軌道加自旋一併相加——在前後必須相同。

這條規則決定了哪些衰變和反應根本可能發生，並塑造了它們的幾何形態。比方說，一個自旋為 1 的粒子不能直接變成兩個其自旋與軌道運動無法合成總自旋 1 的粒子；無論有多少能量可用，這樣的衰變都被禁止。角動量守恆還告訴實驗者衰變產物傾向於朝哪些方向飛出——碎片的角度分佈編碼了母粒子的自旋，物理學家正是用這種方法測出了希格斯玻色子自旋為零。根據諾特定理，角動量守恆是因為物理規律在每個方向上看起來都一樣——空間沒有偏好的取向。