弱相互作用中宇称不守恒的提出

在物理学家中，存在着大量的关于运动规律是左右对称情况。如果物体的运动规律和它的镜中的像的运动规律完全—样，就称这些规律具有空间的对称性。在微观粒子体系中，有一种反映这种空间对称性的物理量，称为宇称。基本粒子随着种类的不同，或具有偶宇称，或具有奇宇称。1956年前，多数物理学家都认为，由多个粒子组成的体系，无论所经历的相互作用发生什么样的变化，它的总宇称是保持不变的，这就是宇称守恒定律。
但当时也碰到一个十分尖锐的问题，这就是 “θ—τ之谜”。1947年，英国的罗彻斯特等在宇宙射线的云室照片中发现了一种新粒子，称为θ粒子，它衰变为两个π介子。1949年，英国的鲍威尔等又发现一种衰变为三个π介子的新粒子，称为τ粒子。从θ和τ的质量和寿命都很相近来分析，它们应是同一种粒子； 但利用当时公认的宇称守恒定律来分析，θ和τ宇称不同，不应是同一种粒子。这就是著名的“θ—τ之谜”。1956年4月，美籍华裔物理学家李政道和杨振宁收集了当时已有的关于 “宇称守恒” 这个概念的许多实验资料，并进行理论分析和逻辑推理。结果发现，在电磁相互作用和强相互作用中，并没有可靠的实验证据证明宇称守恒定律成立。于是他们指出，“θ—τ之谜” 可看作是弱相互作用中宇称不守恒的一个表现。他们还设想了一系列检验这一假说的实验。1956年下半年，他们的论文发表后，就有人根据他们的设想开始了实验研究。同年，哥伦比亚大学美籍华裔物理学家吴健雄领导的实验小组率先观测到钴60在β衰变时发射出的电子空间的分布是不对称的，即在β衰变这一弱相互作用中宇称不守恒，从而证实了李、杨假说的正确性。这一假说被证实后，“θ—τ之谜” 迎刃而解，由于θ、τ的衰变为弱相互作用，宇称不守恒，也就证实了θ和τ为同种类的粒子，自称为k介子。弱相互作用中宇称不守恒的提出和证实，使人类对基本粒子性质及弱相互作用的规律的认识跃上一个新高度，促进了基本粒子物理学的发展，由于这一重大贡献，李政道和杨振宁获1957年诺贝尔物理学奖。

弱相互作用中宇称不守恒的提出

在物理学中，存在着大量的关于运动规律是左右对称的情况。如果物体的运动规律和它的镜中的像的运动规律完全一样，就称这些规律具有空间的对称性。在微观粒子体系中，有一种反映这种空间对称性的物理量，称为宇称。基本粒子随着种类的不同，或具有偶宇称，或具有奇宇称。1956年前，多数物理学家都认为，由多个粒子组成的体系，无论所经历的相互作用发生什么样的变化，它的总宇称是保持不变的，这就是宇称守恒定律。
但当时也碰到一个十分尖锐的问题，这就是 “θ—τ之谜”。1947年，英国的罗彻斯特等在宇宙射线的云室照片中发现了一种新粒子，称为θ粒子，它衰变为两个π介子。1949年，英国的鲍威尔等又发现一种衰变为三个π介子的新粒子，称为τ粒子。从θ和τ的质量和寿命都很相近来分析，它们应是同一种粒子；但利用当时公认的宇称守恒定律来分析，θ和τ宇称不同，不应是同一种粒子。这就是著名的 “θ—τ之谜”。
1956年4月，美籍华裔物理学家李政道和杨振宁收集了当时已有的关于 “宇称守恒”这个概念的许多实验资料，并进行理论分析和逻辑推理。结果发现，在电磁相互作用和强相互作用中，并没有可靠的实验证据证明宇称守恒定律成立。于是他们指出，“θ—τ之谜”可看作是弱相互作用中宇称不守恒的一个表现。他们还设想了一系列检验这一假说的实验。1956年下半年，他们的论文发表后，就有人根据他们的设想开始了实验研究。同年，哥伦比亚大学美籍华裔物理学家吴健雄领导的实验小组率先观测到钴60在β衰变时发射出的电子空间的分布是不对称的，即在β衰变这一弱相互作用中宇称不守恒，从而证实了李、杨假说的正确性。这一假说被证实后，“θ—τ之谜”迎刃而解，由于θ、τ的衰变为弱相互作用，宇称不守恒，也就证实了θ和τ为同种类的粒子，自称为k介子。弱相互作用中宇称不守恒的提出和证实，使人类对基本粒子性质及弱相互作用的规律的认识跃上一个新高度，促进了基本粒子物理学的发展，由于这一重大贡献，李政道和杨振宁获1957年诺贝尔物理学奖。