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宇称不守恒是如何发现的?

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2024-08-15 12:53

主要观点总结

文章介绍了中国物理学家杨振宁和李政道在1956年提出关于宇称守恒的理论突破,以及吴健雄在1957年进行的实验,证明在弱相互作用中宇称不守恒,揭示了θ和τ是同一种粒子,被称为K介子。这个发现引起了物理学界的巨大震荡,被认为是20世纪物理学最重要的实验之一,并导致李政道、杨振宁和吴健雄获得名誉博士学位。

关键观点总结

关键观点1: 理论突破

杨振宁和李政道提出,在弱相互作用中宇称可能不守恒,解决了θ-τ之谜,并提出了用极化原子核的β衰变来检验宇称是否守恒的方法。

关键观点2: 吴健雄的实验

吴健雄决定进行钴60的β衰变实验,以检验宇称是否守恒。实验过程中,她克服了技术上的困难,并观察到了明显的非对称性,即电子向与钴60极化方向相反的方向运动,证明了宇称不守恒。

关键观点3: 实验验证

在吴健雄的实验结果后,伽温-莱德曼-温瑞奇实验进一步验证了宇称不守恒的现象。他们进行的π-μ-e级联衰变实验也显示了同样的结果。

关键观点4: 物理学界的反应

宇称不守恒的发现引起了物理学界的巨大震动,人们开始重新评估宇称守恒的概念,并认识到θ和τ是同一种粒子,被称为K介子。这项发现被认为是20世纪物理学最重要的实验之一。

关键观点5: 荣誉与贡献

由于这项开创性的工作和实验,杨振宁、李政道和吴健雄获得了普林斯顿大学的名誉博士学位,并且他们的工作被后来的科学家广泛引用和赞誉。


文章预览

 导读 这三位中国物理学家显示未来中国对物理学的贡献可以多大。 —塞格雷( 1959年诺贝尔物理学奖获得者) θ-τ之谜与奇异粒子 1956年,粒子物理前沿的一个谜团是θ-τ之谜。 θ和τ是两种奇异粒子 (某一类粒子,具有一种叫做“奇异数”的性质,在强相互作用和电磁相互作用支配的过程中,奇异数之和保持不变) ,质量和寿命都一样,但是衰变不一样,分别衰变成2个和3个π子。 每个粒子的宇称用1或-1代表,衰变产物的总宇称是各个粒子的宇称相乘。 每个π子的宇称是-1,因此如果假设衰变过程中宇称守恒,可以推论,θ和τ的宇称分别是1和-1,不一样。所以有两个可能。一个可能是,两种粒子是同种粒子,但是宇称不守恒;另一个可能是,宇称守恒,这两种粒子不同,那么就很难理解它们质量和寿命完全一样。 1956年4月3日至6日,第6届罗切斯特 ………………………………

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