宇稱不守恒
歷史
美國物理學家理察·T·考克斯(Richard Threlkeld Cox)可能早在1928年就觀察到了β衰變中宇稱的不守恒性??茖W家在1956年之前已發(fā)現(xiàn)θ和τ兩種介子的自旋,質(zhì)量,電荷完全相同,一度以為是同一種粒子,然而θ衰變時產(chǎn)生兩個π介子,τ衰變時產(chǎn)生3個π介子,奇數(shù)個π介子的總宇稱是負的,而偶數(shù)個π介子的總宇稱是正的。如此看來又似乎不是同一種粒子。1956年4月第六屆羅徹斯特高能核物理年會在紐約州北部羅徹斯特大學舉行,會議上討論了θ-τ的衰變中,有科學家提出宇稱是否有可能不守恒?1956年6月李政道與楊振寧在美國《物理評論》上共同發(fā)表《弱相互作用中的宇稱守恒質(zhì)疑》的論文,認為基本粒子弱相互作用內(nèi)存在“不守恒”,θ和τ是兩種完全相同的粒子。
1957年1月9日吳健雄與安布勒(E.Ambler)、海沃德(R.W.Hayward)、霍普斯(D.D.Hoppes)等科學家從觀測鈷60(Co)的衰變的實驗證實了這項推測,她以兩套裝置中的鈷60互為鏡像,一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉(zhuǎn)向左旋,另一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉(zhuǎn)向右旋,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在極低溫(絕對零度以上0.01K)下放射出來的電子數(shù)有很大差異,實驗結(jié)果推翻了物理學上屹立不移三十年之久的宇稱守恒定律(在強相互作用和電磁相互作用中宇稱一直是守恒的)。1957年1月15日,美國哥倫比亞大學物理系舉行新聞發(fā)布會,公布了吳健雄小組的實驗結(jié)果,并且宣布宇稱守恒這個物理學基本定律在弱相互作用中被推翻了。次日,《》發(fā)表一篇《外表與真實》的報導。1月17日蘇黎世聯(lián)邦理工學院的泡利寫信給韋斯可夫表達了他關(guān)于宇稱不守恒的懷疑,泡利寫道:“我不相信,上帝是個弱的左撇子。我準備拿一大筆錢打賭,實驗一定會得出對稱的結(jié)果?!?。1957年10月李政道與楊振寧因宇稱不守恒理論而獲得諾貝爾物理學獎。楊在他獲諾貝爾獎金的致詞中:“對稱原理之一,即左右對稱,是與人類文明一樣古老的觀念。自然界是否具有這樣一種對稱性,過去的哲學家們一直爭論不休。……然而,物理定律過去卻一直顯示出左右之間的完全對稱性?!?/span>
1962年起,李政道與楊振寧都說自己是提出“弱相互作用中宇稱不守恒原理”的第一人,并為此長期辯論。1982年楊振寧發(fā)表英文文章,宣稱當初宇稱不守恒是楊振寧一個人提出來的。1986年李政道在用英文文章里指出楊振寧的說法與事實不合。
參閱
吳氏實驗:首度驗證該原理的實驗。
明顯對稱性破缺
CP破壞:宇稱守恒的基本思想是在鏡像反演后粒子物理學的公式不變。
CPT對稱
中子電偶極矩
注釋
^埃米里奧·賽格雷,《從X射線到夸克——近代物理學家和他們的發(fā)現(xiàn)》,宇稱的瓦解
^Lee, T. D.; Yang, C. N. Question of Parity Conservation in Weak Interactions. Physical Review. 1956, 104(1): 254–258.Bibcode:1956PhRv..104..254L. doi:10.1103/PhysRev.104.254.
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