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李政道请吴健雄做了什么实验?

2021-06-17 19:06:01名人故事 人已围观

简介李政道请吴健雄做了什么实验? 20世纪50年代中期,李政道与杨振宁对于基本粒子物理学中一条假想定律——宇称守恒定律的普适性产生质疑。这一问题在Θ-τ问题中体现得尤为明显。在...

李政道请吴健雄做了什么实验?

20世纪50年代中期,李政道与杨振宁对于基本粒子物理学中一条假想定律——宇称守恒定律的普适性产生质疑。这一问题在Θ-τ问题中体现得尤为明显。在原本的构想中,这两种奇介子性质十分相似,只是衰变后终态的宇称有所不同。[42]如果宇称守恒的话,那么Θ+

和τ+会发生如下的衰变:

Θ+→ (π+)+ (π0)

τ+→ (π+)+ (π+)+ (π−)

李政道请吴健雄做了什么实验?

吴氏实验的实验结果示意图

宇称在电磁相互作用及强相互作用中确实是守恒的。因而之前的科学家确信弱相互作用中宇称也会是守恒的。但这一点一直未得到实验验证。李杨二人的理论研究结果显示弱相互作用中宇称并不守恒。他们提出了一个在实验室中验证宇称守恒性的实验方案。李政道随即请求吴健雄对于这一点进行实验验证。

吴健雄选择了具有放射性的钴-60样品进行该实验,并将该样品冷却至较低的温度。钴-60是一种会发生β衰变的同位素。β衰变正是吴健雄所擅长研究的领域。极低温环境可以相当程度上减小钴原子的热运动。此外,她还将样品置于匀强恒磁场中,以令原子核的自旋方向一致。为了得到低温环境,吴健雄携带着实验设备前往专精气体液化的国家标准局总部进行实验。

李杨二人通过理论计算预测钴-60放出的β粒子的轨迹不对称,也就是说宇称不守恒。吴健雄所进行的实验证实了这一点:宇称在弱相互作用中确实不守恒。Θ+和τ+后来被证明是同一种粒子,也就是K介子,K+。这项结果随后很快又通过不同实验得到进一步的验证。

李政道和杨振宁也因宇称不守恒标准模型的建立而被授予诺贝尔物理学奖

Tags: 实验  李政道  吴健雄 

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