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实验方案听起来非常简单:
首先找到一种具有放射性的粒子,然后分成两个部分,让其中一部分的自旋向左,另外一部分的自旋向右。
如此一来,这两部分粒子就满足空间镜像对称。
这时候,观测和记录两边粒子在发生β衰变时,其产生的放射线的性质是否满足宇称守恒。
最后,吴健雄根据自己的经验,选择了钴元素作为放射源。
钴元素衰变后会变成镍元素,并释放电子、中微子和γ射线。
其中电子是非常友好的粒子,很容易观测。
因此,只要检测放射出的电子的情况,就能完成实验。
方案搞定,接着就开始实验!
实验最难的一步就是制作出自旋不同的两种钴原子。
为此,吴建雄动用了自己的一切人脉关系,借到了当时美国最先进的低温装置。
它能把钴原子冷冻到无限接近绝对零度。
这时候的钴原子非常稳定。
然后,吴建雄再利用强磁场,把其中一部分钴原子的自旋方向极化,使其自旋相反,从而满足镜像对称关系。
实验正式开始!
此时,结果有两种可能的情况。
第一种,向左自旋的钴原子,其放射出的电子向右自旋;向右自旋的钴原子,其放射出的电子向左自旋。
这说明二者的衰变行为是一样的,宇称守恒。
第二种,向左自旋的钴原子,其放射出的电子向右自旋;但向右自旋的钴原子,其放射出的电子也向右自旋。
这说明二者的衰变行为是不同的,宇称不守恒。
奇偶和自旋的关系,大家不用了解
可想而知,当时杨振宁、李政道、吴健雄三人在等待实验结果时的心情是什么样的。
实验结果出来了!
是第二种!
皇天不负有心人!
他们证明了宇称不守恒!
那一刻,三人喜极而泣!
当论文发表的时候,造成了物理学界的超级大地震。
很快,不断有其他团队重复了吴健雄的实验。
实验结果全部证明,宇称在弱力下不守恒!
物理学界沸腾了!
仅仅第二年,1957年,杨振宁和李政道就因此获得了物理诺奖。
这放在整个诺奖的颁奖史上,都是极其罕见的速度,可见其震撼性!
当初被所有人看不起的两个年轻人,一跃成为当世最顶级的物理大佬,傲视群雄!
泡利的脸顺便也被打肿了。
当时杨李二人还是华夏籍,因此这是华夏在物理学界的突破!
但可惜的是,女中豪杰,号称“东方居里夫人”的吴健雄却无缘诺奖。
不久,整个物理学界都慢慢接受了宇称不守恒的事实。
而宇称不守恒其实就意味着空间镜像并不对称。
至少在物理学领域的弱力下,空间镜像并不对称。
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