Jäävusseadused osakeste vastastikmõjudes

Mitte iga reaktsioon, mis säilitab energia ja impulsi, ei ole tegelikult lubatud toimuda. Osakestefüüsika kehtestab täiendava jäävusseaduste hulga, mida iga pakutud reaktsioon peab korraga rahuldama, ja reaktsioon, mis rikub kas või ühte neist, on rangelt keelatud, sõltumata sellest, kui palju energiat on selle käivitamiseks saadaval — need seadused toimivad kontrollnimekirjana, mille pakutud protsess peab täielikult läbima, enne kui seda saab tõsiselt võtta füüsikaliselt võimalikuna.

Mõned neist jäävusseadustest on tuttavad varasemast füüsikast: koguenergia ja koguimpulss peavad mõlemad säilima igas osakeste vastastikmõjus, täpselt nagu klassikalises mehaanikas, nüüd relativistlikult rakendatuna. Elektrilaengu jäävus on sarnaselt range — kogu elektrilaeng enne reaktsiooni peab olema täpselt võrdne kogu laenguga pärast, ilma eranditeta, mida on kunagi ühegi salvestatud vastastikmõju juures täheldatud.

Lisaks nendele tuttavatele suurustele toob osakestefüüsika sisse täiendavad säilinud kvantarvud, mis on spetsiifilised osakeste maailmale. Barüoniarv loeb barüonid (osakesed nagu prootonid ja neutronid, ehitatud kolmest kvargist) igaühe +1-ga ja antibarüonid −1-ga, ja see kogu peab säilima igas teadaolevas vastastikmõjus. Sellel seadusel on silmatorkavalt otsene katseline tagajärg: kuna prooton on kergeim barüon ja barüoniarvu jäävus keelab tal laguneda mistahes kergemate, mitte-barüoniliste osakeste kombinatsiooniks ilma barüonide arvu rikkumata, täheldatakse prootonit äärmiselt stabiilsena — katsed on otsinud prootoni lagunemist ega ole seda leidnud, seades prootoni elueale tohutu alumise piiri, kooskõlas sellega, et barüoniarv on standardmudelis täpselt säiliv suurus. Leptoniarv mängib analoogset rolli leptonide (elektronid, müüonid, tauonid ja nende neutriinod) jaoks, keelates sarnaselt reaktsioonid, mis muudaksid kogu leptonite arvu.

Koos moodustavad need jäävusseadused selle, mis teeb võimalikuks ennustada, enne katse läbiviimist üldse, millised osakeste reaktsioonid saavad toimuda ja millised mitte — pakutud lagunemine või kokkupõrke saadus on kohe välistatud, kui see ei säilita kas või ühte energiast, impulsist, laengust, barüoniarvust või leptoniarvust, sõltumata sellest, kui energeetiliselt soodne see muidu näiks olevat.