Stupanj slobode

Stupanj slobode ima više značenja:

• stupanj slobode, u mehanici, u užem smislu, je svako gibanje tijela i sustava tijela koje je opisano neovisnom (generaliziranom) koordinatom. To su, ovisno o promatranom sustavu, na primjer neovisne komponente translacije (pravocrtno kretanje) i rotacije (vrtnja). U širem smislu, stupanj slobode je bilo koji vanjski ili unutarnji promjenljivi čimbenik ili parametar sustava. Postoji sloboda izbora stupnja slobode, ali je njihov ukupan broj jednoznačno određen kao broj nezavisnih čimbenika.
• u termodinamici se govori o termodinamičkim stupnjevima slobode. Oni imaju važnost kod razmatranja realnih plinova kojima specifični toplinski kapaciteti ovise o temperaturi, jer kod molekula na višim temperaturama dolaze do izražaja uz translaciju i njihove molekularne rotacije i molekularne vibracije.
• u fizici elementarnih čestica stupanj slobode često je sinonim za kvantni broj, odnosno električni naboj pridijeljen čestici. U tom smislu stupanj slobode može biti globalna značajka (poput barionskoga ili leptonskoga naboja, koji se ne pokazuju kao izvori sila) ili lokalno svojstvo vezano uz silu (dinamički naboj, poput električnoga naboja ili naboja boje). Uvođenje novoga stupnja slobode često je potrebno da bi se zadovoljilo neko općeprihvaćeno načelo u fizici. Tako je na primjer W. Pauli uveo novu česticu, neutrino, kako bi zadovoljio zakon očuvanja energije u beta raspadima jezgara atoma.