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1956年,李政
和杨振宁两位
理学家在
细致地研究了各
因素之后,大胆地断言:θ和t是完全相同的同一
粒
(后来被称为k介
),但在弱相互作用的环境中,它们的运动规律却不一定完全相同。通俗地说,这两个相同的粒
如果互相照镜
的话,它们的衰变方式在镜
里和镜
外居然不一样!即“θ…t”粒
在弱相互作用下是宇称不守恒的。
同时我们知
,正、反粒
相遇时会双双湮灭成光
并释放能量,这是大爆炸的逆过程。既然这样,宇宙中就永远不会有
质生成,但实际上宇宙中却有恒星、行星等大量
质。
衰变时会产生两个π介
,t则衰变成三个π介
,这说明它们遵循着不同的运动规律。
类比说明:假设有两辆互为镜像的汽车,汽车a的司机坐在左前方座位上,油门踏板在他的右脚附近;汽车b的司机则坐在右前方座位上,油门踏板在他的左脚附近。
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实验结果表明,这两
装置中的钴60放
来的电
数有很大差异,而且电
放
的方向也不能互相对称,证实了弱相互作用中的宇称不守恒。
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汽车a的司机顺时针方向开动
火钥匙,把汽车发动起来,并用右脚踩油门踏板,使得汽车以一定的速度向前驶去;汽车b的司机也
完全一样的动作,只是左右
换一下,他反时针方向开动
火钥匙,用左脚踩油门踏板,并且使踏板的倾斜程度与a保持一致。现在,汽车b将会如何运动呢?
结论:宇称不守恒说明弱相互作用的镜像不对称。
假使t和θ是不同的粒
,它们怎么会
有一模一样的质量和寿命呢?而如果承认它们是同一
粒
,又怎么会
有完全不一样的运动规律呢?
为此,一些科学家曾设想,因为某
还不知
的原因,正、反粒
生成后就彼此分开了,它们天各一方,各自形成各自的
质,这就是正、反
质各半的对称宇宙论。
为了解决这一问题,
理学界曾提
过各
不同的想法,但都没有成功。
理学家们都小心翼翼地绕开了“宇称不守恒”这个可能。当时的
理学家们不能想象:一个电
和另一个电
的运动规律不一样吗?或者一个介
和另一个介
的运动规律不一样吗?
最初,“θ…t”粒
只是被作为一个特殊例外,人们还是不愿意放弃整
微观粒
世界的宇称守恒。此后不久,
理学家吴健雄用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”,吴健雄用两
实验装置观测钴60的衰变,她在极低温下用
磁场把一
装置中的钴60原
自旋方向转向左旋,把另一
装置中的钴60原
自旋方向转向右旋,这两
装置中的钴60互为镜像。
据大爆炸宇宙创生理论,基本粒
是从能量中成对地产生的,每产生一个正粒
就会产生一个反粒
。目前,科学家在实验室中制造粒
时也是这样,正、反粒
总是成对产生。
大多数人会认为,两辆汽车应该以完全一样的速度向前行驶。遗憾的是,在粒
世界里,汽车b将以完全不同的速度行驶,方向也未必一致!粒
世界就是这样不可思议地展现了宇称不守恒。
但是,迄今既没有获得正、反粒
分离的机制,也没有观测到由反
质组成的行星、恒星和星系。而另一方面却诞生了
质对称破缺的理论,认为在大爆炸的超
温度下,正粒
比反粒
的产生几率大
3.粒
非对
从此,“宇称不守恒”才真正被承认为一条
有普遍意义的基础科学原理。不过,究竟粒
为什么在弱相互作用下会
现宇称不守恒呢?
本原因至今仍然是个谜。