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第16章(2/3)

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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,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(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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