登陆注册
8947700000078

第78章 宇称守恒定律

自然界到处有对称,它的美正在于各种奇妙的对称性。许多事物、运动都是左右对称的,物理运动规律也是如此。但是,当物理学的发展深入到微观粒子世界时,情况却起了变化。改变微观粒子左右对称观念的是三位著名的美籍华裔物理学家李政道、杨振宁和吴键雄。

在研究基本粒子的对称性时,美国的物理学家维格纳提出了宇称守恒定律。“宇称”是指基本粒子的一种左右对称性,即粒子的运动规律与该粒子在镜子中的像所满足的规律是一致的。每种基本粒子都有自己的宇称值,宇称值又可分为奇数值宇称(奇宇称)和偶数值宇称(偶宇称)。在粒子相互作用形成新粒子时,方程式两边的宇称必须相等,这叫宇称守恒。在原子光谱分析、原子物理、核物理等许多领域内,宇称守恒被证明是百试百灵的。

任何事物,如果一帆风顺下去,最后就有可能停滞不前。推动科学向前发展的经常是那些与常理相违的“反常”现象。1953年,物理学家们观察到两种衰变反应。一种是由一个τ介子衰变成三个π介子;另一种是由一个θ介子衰变成两个π介子。由于π介子具有奇宇称,因此,根据宇称守恒定律,奇+奇+奇=奇,奇+奇=偶,所以,τ介子应具有奇宇称,而θ介子具有偶宇称。从宇称来讲,这两种介子是完全不同的。但是,实验表明两种介子的其他性质都相同:相同的质量,相同的电荷,相同的寿命。人们用宇称字恒定律不能解释,这就是1954——1956年间物理学界著名的τ—θ难题。

李政道和杨振宁是抗日战争时期赴美留学的。杨振宁曾受到过著名物理学家——原子弹之父费米的悉心指导,对于对称性概念产生了浓厚的兴趣;李政道当时也开始探索粒子体系的内部对称性。他们把注意力转向τ—θ难题。结果发现:原来关于宇称守恒的实验都是在强相互作用或电磁相互作用下进行的,至于弱相互作用下宇称守恒并没有任何实验依据,只是人们的一种推广。既然弱作用下宇称守恒没有实验依据,那为什么不可以假定它发生了破缺呢?由此断定,τ和θ是同一种粒子。李政道和杨振宁当时不过三十多岁,他们思想解放,进行了这一大胆的假设。但要突破根深蒂固的宇称守恒定律,还要有实验证明。女物理学家吴健雄设计了一个巧妙的实验。用两套互成“镜像”的装置,选定被极化的钴60作为试样。被极化的钴核因弱作用而发生β衰变。两套装置中互成“镜像”的核衰变所产生的电子在不同方向上的角分布是不同的,表现出明显的左右不对称。这是由弱相互作用引起的。吴键雄以其十分准确的科学方法,高超的实验技能取得了完全的成功,用清晰的实验图象说明了宇称与弱相互作用之间的内在联系。τ介于和θ介子是一种粒子,称为K介子。

杨振宁和李政道在1956年的工作成就,对粒子物理学的发展具有方法论上的指导意义。科学界普遍认为,这是四、五十年代物理学的一项最重大的理论研究成果。他们荣获了诺贝尔物理学奖和爱因斯坦奖,这是华裔学者首次获得的最高科学荣誉,中华民族也把他们的成就引以为荣。如今,粒子物理学所取得的一系列成就,其中不少是杨、李在1956年所开创的工作的继续。这对于同是炎黄子孙的我们来说,难道不是一种极大的鼓舞吗?

同类推荐
  • (探究式科普丛书)解读人类与地球

    (探究式科普丛书)解读人类与地球

    本书从地球起源入手,系统地阐述了地球的基础知识,形态特征,地球位置形成以及和其他星球的关系,并且还介绍了地球的灾害,地球的未来,人类的生活与地球息息相关,旨在让读者更多更全面地了解地球,了解人类赖以生存的唯一的家园。
  • 植物组培快繁技术案例与实训

    植物组培快繁技术案例与实训

    植物组织培养是在19世纪细胞学说的基础上,于20世纪初期初步获得成功的生物技术。此后,在植物细胞全能性学说的推动下,植物组织培养技术得到了迅猛发展,在理论和应用方面都取得了很大的进展。组织培养技术不仅是生物科学研究的一种极为有用的手段和方法,而且已逐步走向产业化应用的道路,加速和推动了农业生产和生物制药等各个领域的技术革命。
  • 发现之旅-神奇的动植物

    发现之旅-神奇的动植物

    本书记录某些动植物的非同一般的生活习性或特性,提出相关的问题并予以解决,列出依然存在的问题,引起人们探索的兴趣。
  • 宇宙探秘之最

    宇宙探秘之最

    本套书主打科技牌。少年儿童要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对科学知识和科学热点有一个广泛的了解,这样才能激发他的兴趣和爱好。
  • 新编科技知识全书:科学发现与传奇故事

    新编科技知识全书:科学发现与传奇故事

    19世纪前,在欧洲对当时拥有大量牛羊的牧场主来说,非常害怕一种被称作“恶魔”的疾病。这种传染病如果在牲畜中流行起来,成千上万的牛羊就会在几天的时间里统统死光。昨天的富翁,今天就会变成穷光蛋。
热门推荐
  • 幻想修仙记

    幻想修仙记

    “我吃饭的时候居然吃到了苍蝇。”“好恶心,上次我吃到了头发”“你们……,居然会吃饭!?”……人生逗比何处少,只愿情谊长久。。用想象来换取青春。。。。
  • 娘子我随你一起富强天云

    娘子我随你一起富强天云

    我云洛儿,天云长公主,父皇的军师,从出生自带前世记忆,立志事天云国走向富强。谁知在富强的路上认识一个唯我独尊并傲娇的美男子,从此开启了我追他的漫漫追夫路。。。。。。新文已开,《娘子请把我收入怀中》,欢迎大家收藏,方便以后阅读,多多交流,多多发表您的意见!
  • 醉看仙古

    醉看仙古

    延绵不绝的山脉,横空出世的异宝,上古神明的现身,成仙的机缘究竟在何方?纷争与厮杀,唯我不败的信念,无数天骄的精彩碰撞,璀璨的大世已经到来拼上一身热血,只为求一条,成仙路!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 轮回逆歌

    轮回逆歌

    楚歌,一个已经连续三百三十三世惨死的家伙,并且每一世都是以处男的光荣身份,而造成这一切的原因都是因为他第一世犯下的重大罪行。这次转世,楚歌竟意外的发现自己回到了造成这一切原因的第一世,并且带着记忆。重新再来,是重复相同的命运,还是会得到改变?“为改变这悲惨的命运,这一世,我要逆天!”
  • 霸吻妖孽小丫头

    霸吻妖孽小丫头

    “我是不会和这个丑八怪订婚的!”订婚宴上,他指着她鼻子当众羞辱,一时间她成了全天使城的笑话。五年后,她早已不是浑身脏兮兮又笨又丑的夏米粒。本着报复金圣熙的原则,她女扮男装潜入威廉男子高校,偷拍他的不雅照,搞砸他的约会,破坏他的好事!哼,这回轮到他成为笑柄!
  • 强娶邪王:妖孽王爷宝宝妃

    强娶邪王:妖孽王爷宝宝妃

    她,21世纪雇佣兵中绝对的王,见血封喉,踏雪无痕,飞花即可伤人于无形。却惨遭姐妹背叛,穿越在沐府最无用的废物身上。他,凌驾于四国之上的人物,冷漠如他,俊朗不凡,却在冲击灵神的紧要关头遭奸人偷袭,深受剧毒,身体缩小到八岁稚儿的样子,被女主所救后,当成小孩一般对待。在女主未婚夫面前放言女主是他的人,当毒解开后,又乱了谁的心扉?又惹得谁痴心相付?悬崖上生死之间,那一句:你愿嫁,我便娶的承诺,又许了谁的一生一世,是否为了那盛开的笑靥?冷漠如他,温情如他,终是舍不得她受到半点伤害,那么,今生要死也便要一起。上到碧落,下至黄泉,绝不放手。
  • 异世鉴美

    异世鉴美

    什么?到人生地不熟的异世界?郁闷!老天你既然如此待我,总要有点补偿吧!我以后是全系法神?先这么混吧!这人活着总得自己找点乐呵不是!嘿嘿!这次卷土重来,
  • 夏日炎炎有你朝甜

    夏日炎炎有你朝甜

    夏书第一次见秦时一,是在学校图书馆,他望着她的眼神,满是呆滞。那时夏书想,长得挺好看,可莫不是个傻子?可惜!可惜!夏书第二次见秦时一,是一次在晨跑的操场上,他望着她的眼神,有玩味、有认真,也有一丝几乎看不见的悲伤。那天后,夏书一心躲他,秦时一一心追她。“书书,抬头是你,回眸是你,惊鸿一瞥也是你!”
  • 特许经营中国实践

    特许经营中国实践

    本书以最新颁布的特许经营行业标准《特许经营管理体系指南》为基本框架和出发点,结合现行的我国第一部特许经营专门法律《商业特许经营管理条例》以及两个实施办法(《商业特许经营备案管理办法》、《商业特许经营信息披露管理办法》)的规定,对特许经营体系中的授权系统、运营系统、支持系统和关系管理系统进行了详细的介绍,同时对我国特许经营领域内发展了一定时期、取得了一定成绩的特许企业,如北大青鸟、21世纪不动产、速8和澳德巴克斯的经验进行总结分享,在引导督促特许企业规范经营的同时,帮助新兴企业建设特许体系,缩短摸索期,提升特许领域整体发展水平。