登陆注册
6971500000078

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
  • 生物:细微之处显神奇

    生物:细微之处显神奇

    本书内容包括:细菌长什么样子、寄生菌的威力有多大、田园奇才放线菌、微生物治理地球环境、微生物中的“少数民族”、食物和炸药中的微生物、最大和最小的微生物、如何征服和消灭病菌等。
  • 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(新编科技知识全书)

    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。
  • 科学大讲堂

    科学大讲堂

    《科学大讲堂:中小学生必会的科普新知》讲述了:对生活中的自然现象、事物保持好奇心和探索欲,孩子的观察力会变得更为敏锐、细致;如果尝试着了解这些现象背后的秘密,不但能提高孩子的理解能力,而且还可以丰富他们的知识储备。《科学大讲堂:中小学生必会的科普新知》能满足孩子们的好奇心、培养孩子们的思维能力,激发他们的想象力和探索世界的潜能。
  • 当代科技简明教程

    当代科技简明教程

    我们各级领导干部不仅要学习马列主义、毛泽东思想、邓小平理论的基本观点,而且要学习现代科技知识。江泽民在为中央党校出版社和科学出版社联合出版的《现代科学技术基础知识》一书作的序中指出:“抓紧学习和掌握现代科技知识,是摆在我们面前的一项重要任务,各级干部要从事关国家富强、民族振兴的高度来认识学习的重要性,增强学习的自觉性。”对于我们牢固树立“科学技术是第一生产力”的观点,深刻理解“三个代表”的重要思想,从世界眼光和战略思维的高度认清学习现代科技知识的重要性和紧迫性,进一步增强科技意识,从思想到行动上真正转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来,推动国民经济持续健康地发展,是具有重要现实意义的。
热门推荐
  • 我制造的末日

    我制造的末日

    “选择一个国家开始投放你的病毒吧!”作为一名末日制造者,柳川来到了这个世界。每当他一个个病毒投放到一个个国家感染第一个人时,随之而来的则是一场斗智斗勇的病毒与反病毒的对抗游戏。细菌、病毒、寄生虫、生化武器、纳米病毒……一系列恐怖惊悚的感染狂潮将会全面席卷全球,让无数的人类陷入死亡的深渊。这是我一手缔造的末日游戏,也是你们的惊悚乐园!毁灭地球,仅仅只是开始!
  • 创纪世元

    创纪世元

    玄纪大陆,这里是剑与魔法的舞台!同样也是机械的舞台!三大人类帝国战乱不止,外族纷纷隐世,魔族即将降临大陆,拥有四分之一魔族血统的嘉尔将在这个一望无际的舞台上绽放光芒...
  • 网游之莽荒

    网游之莽荒

    新书上传生活的平淡掩盖不住他内心深处对于嗜血的渴望,杀戮诠释了他唯我独尊的霸气。集合一群残暴的兄弟,创建《天子》游戏中代表死亡的魔神殿,血堂,魂殿,杀戮天下。我不犯你也是最大的幸运,有何人敢犯我之威,哪来的人不犯我我不犯人,包场,抢杀,灭族是他们最热衷的事。兄弟犯事何必问缘由,杀完在说。女人,即使你不喜欢我,但你还是逃不出我的手掌心,只要我喜欢你就够了。邪气禀然,冷笑对天下。
  • 上方大洞真元图书继说终篇

    上方大洞真元图书继说终篇

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 杂言

    杂言

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 执掌千域

    执掌千域

    这是一个斗气纵横的世界,繁衍至巅峰的斗气造就了一个个好战嗜杀的种族。本不属于这个世界的他,却来到了这个名叫大千域的世界,从此踏上了修炼一途。异于常人的他,能否攀登那强者之路?他坚信,既然身世来历特殊,那么修炼一途,自然也会大放异彩!
  • 不败之神话

    不败之神话

    时间长河之尽头,有何等人物!纪元灭,混沌合,那将由我来开天辟地!主宰万物!
  • 定世之珠

    定世之珠

    一个神奇的珠子,改变了一个少年的一声,从普通到不普通,仿佛一切都是顺理成章,可是这其中有多少惊险,又有多少不为人知的秘密,也只有这个少年才最清楚。评定了魔族的动乱,稳定了世界的,这一切都让人尊敬,却又让人热血沸腾,这就是传奇。
  • 大融合系统

    大融合系统

    一名修仙无望的底层少年,一梦醒来竟然是两千年后的地球,并且以外获得大融合系统,低级灵根又如何?在我大融合系统面前,一切都是毛毛雨,融合系统,掠夺本性!对于融合系统来说,融合之物自然越是珍贵强大越好,九天玄木,八部天龙,奇珍异宝,我融我融我融。
  • 犯神的少女

    犯神的少女

    夏小尔骑在圣保罗堂的墙头上,第一百五十六次诅咒好友林涵。自己真是脑子进水,才会和她打这个赌。你说,半夜里跑来圣保罗堂,在耶苏的头上贴纸条,不是脑子进水是什么?更不要说,这纸条上写的几个大字:“我是王八蛋。”倘若被教堂里的神父修女们抓到,自己就是长了八条腿,恐怕也跑不掉……她大好的青春年华,难道就要牺牲在这黑黑沉沉的教堂中?