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宇称不守恒定律_宇称不守恒定律的意义
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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：
但是，等论文发表的时候，论文题目却被杂志的编辑改成了《对于弱相互作用中宇称守恒的质疑》，原因是编辑认为一篇论文的标题不应该是一个问句，虽然杨振宁认为前者要好得多。
上图便是这篇经典论文的截图，论文我已经给大家找到了。想要亲眼目睹杨振宁、李政道这两位物理学大师的这篇论文的，可以在公众号（长尾科技）里回复“宇称不守恒论文”获取论文的中文版和英文版。
论文发表之后，虽然他们在文章里对“弱相互作用力下宇称不守恒”的问题做了很详尽的讨论，还提出了一些可以检验的实验办法。
但是，由于宇称守恒过去在各个方面表现得实在是太好了，而且这些实验也都不是那么简单的，所以他们的论文一开始并没有引起什么热烈的反应。
10. 实验女王吴健雄
当时想请一位实验物理学家来做验证宇称是否守恒的时候可不是那么简单的事，实验物理学家考虑的是：是否值得去做一个实验来验证宇称是否守恒？
杨振宁和李政道虽然提出了几个具体的实验方案，但是这些实验都非常困难，并且，当时物理学家的眼里，宇称守恒是绝对可靠的，做这样的实验几乎就等于白费精力。
这种想法在当时是极为主流的。
有一个叫拉姆齐的实验物理学家后来也想做验证宇称是否守恒的实验，费曼告诉他“那是一个疯狂的实验，不要再上面浪费时间”，他还以10000:1来赌这个实验不会成功，后来改成了50:1，但是由于橡树岭实验室不支持，所以拉姆齐只得作罢。
当宇称不守恒被实验证明之后，费曼倒是很守信的开了一张50美元的支票给拉姆齐，算是给拉姆齐的一个安慰奖。
以眼光毒辣，被称为“上帝之鞭”“物理学的良心”的泡利听说吴健雄在做这个实验之后，他说他愿意下任何赌注来赌宇称一定是是守恒的，后来他自己也开玩笑说幸好没有人跟他赌，不然他就得破产了（不知道这些物理学家怎么这么喜欢赌博，应该打110和911叫全抓起来~）。
最严重的是朗道，朗道不仅自己公平批评质疑宇称守恒的想法，他有个叫沙皮罗的学生在研究介子衰变的时候也觉得宇称应该不守恒，写了篇论文给朗道审阅，朗道直接给他丢一边去了。
几个月后杨振宁和李政道发表了宇称不守恒的论文，接着吴健雄用实验做了证明，第二年还去斯德哥尔摩捧回了炸药奖，朗道这才追悔莫及。
当然，我们也不能说如果朗道没有无视沙皮罗的论文，苏联就会先发现宇称不守恒，然后先得到一个诺贝尔奖。
因为当时质疑宇称守恒的人很多，但是光质疑没用，原因我们上面也说了，你从宇称不守恒出发，一出门就得到处碰壁。
杨振宁和李政道是极为敏锐的意识到在宇称守恒这个问题上要把强相互作用和弱相互作用分开，把目光锁定在弱相互作用之后他们去全面审查所有的β衰变实验，然后发现过去的β衰变实验跟宇称是否守恒无关，再接着他们发现了这个无关跟所谓的赝标量有关，于是他们设计包含测量赝标量的实验，并得到了吴健雄的鼎力支持（想想拉姆齐的实验，橡树岭实验中心都不支持它，你就知道吴健雄的支持是哪种粒度的支持了）才得以完成。
这所有的环节缺一不可，并不是简单你以为宇称不守恒就能去斯德哥尔摩一游的，炸药奖不是这么好拿的。
吴健雄的天才在这里不是表现在设计了多么巧妙的实验，而是表现在大环境对验证宇称是否守恒如此不利的情况下（想想费曼、泡利、朗道都是什么级别的人物），她全力支持杨振宁和李政道的想法。
她不仅要做实验，还要迅速做赶快做，要赶在其他的实验物理学家意识到这个实验的重要之前做出来。
为此，她把取消了去日内瓦的高能物理会议，取消了准备去东南亚的演讲旅行，她和她丈夫已经预订了“伊丽莎白王后号”的船票，结果她公然放了她丈夫的鸽子，让他一个人去日内瓦，吴健雄自己留下来做实验。
吴健雄于满清王朝覆灭那年（1912年）在江苏苏州出生，被称为“实验核物理的执政女王”，“东方的居里夫人”，她参与了曼哈顿计划，并成为美国物理学会第一个妇女主席，是世界上最杰出的实验物理学家之一。
有如此优秀的吴健雄的鼎力支持，实验当然就没什么好担心的了。但这里我并不打算给大家讲吴健雄的实验，我给大家看一个更简单直观的图像。
下图就是一个旋转的原子核衰变的时候放出一个电子的图像，中间是一面镜子，我们从上往下看的时候，镜子外的原子核是顺时针方向旋转，而镜子里面的原子核是逆时针旋转。
也就是说，一个旋转的原子核的镜像旋转的方向跟它本身旋转方向是相反的。物理学家们约定，左手顺着旋转的方向，大拇指的方向就是原子核旋转的方向，所以，如箭头所示，静止外面的原子核旋转方向向上，而镜子里面的向下。
我们也很容易想象，镜子里外的原子核旋转方向虽然相反，但是如果外面的电子往上飞，镜子里面的电子也往上飞，这很符合常识，没什么奇怪的，这就是宇称守恒时候的样子。
但是，如果哪天你看到镜子里电子居然是朝下发射的，你会不会觉得见鬼了？
当然，物理学家说的镜像并不是真的去看镜子，镜子无论怎么照肯定都是这样。
他们的意思是：如果我再找来一个原子核，让这个原子核跟镜子里的原子核一模一样（也即是大小质量啥的都相等，但是旋转方向不一样），我们就说这两个原子核互为镜像。
然后我再去观察这个镜像原子核，如果它跟镜子里一样也是向上发射电子，那就不奇怪，是宇称守恒；如果它跟镜子里发射电子的方向相反，也就是向下发射电子，那么宇称就不守恒了。
当然，上面只是理论分析，真正要做实验的话，有两个难点：第一，分子、原子、原子核都在杂乱无章的做热运动，你怎么让它跟上图一样安静下来旋转？
答案是给它降温。
温度就是微观粒子热运动的一个表现，温度降下来了它们自然就不闹腾了，所以吴健雄做实验的时候把温度降到了只比绝对零度（-273.15℃，粒子不动的时候的温度，无法达到）高0.01K；第二，因为微观粒子具有不确定，我不可能去观察一个原子核发射电子的方向，我只能观察一堆原子核衰变然后统计他们发射电子方向的概率。
于是，我得让原子核都按照一定的方向旋转，这个技术叫原子核的极化，这在当时是妥妥的高科技。
这下子知道为什么说实验的难度巨大了吧，不过不管怎样，吴健雄完成了实验，她测量了一束钴60衰变放出电子的方向，证明宇称在弱相互作用下是不守恒的。
实验结果出来的时候，吴健雄自己都不相信这个结果，她生怕这是哪里的实验误差导致的，于是小心谨慎的再回去检验。
她也只把初步的实验结果跟杨振宁和李政道说了，并且让他们暂时不要对外公布，但是，显然杨、李二人对这个实验结果并没有那么吃惊，于是迫不及待的就告诉别人了。
消息一出，整个物理学界都震惊了！他们立刻去做其他验证宇称守恒的实验，结果实验准确无误的显示：在弱相互作用下，宇称原来真TM的不守恒！
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