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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?
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
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。
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。
3.粒
非对
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。
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?
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。
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。
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。
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。
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?
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。
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。
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。
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