被喻為中國居里夫人的核子研究女王:憑一己之力讓楊振寧獲得諾獎

歷史     2021年10月27日

吳建雄的實驗大大加速了宇稱不守恆理論被科學界所接受和認可,在該理論提出一年之後,就獲得了諾貝爾獎。吳建雄在實驗物理學方面的造詣甚至能夠與居里夫人相提並論,因此也有了中國居里夫人的稱號。也恰恰是吳建雄的核物理方面的研究造詣,使得她能夠利用鈷60衰變的實驗裝置驗證宇稱不守恆理論,憑藉一己之力讓楊振寧獲得諾獎。

楊振寧和李政道在1956年共同提出了宇稱不守恆理論,到了1957年就獲得了諾貝爾物理學獎,兩人如此神速獲得諾獎,都要歸功於一個女人,她就是吳建雄。宇稱不守恆理論是一個顛覆性的理論,要讓剛剛從牛頓體系中走出來的物理學再次遭遇打擊,許多科學家都難以接受,最關鍵的是,宇稱不守恆理論直接對造物主的完美性實施了精確打擊,摧毀了人們所理解的完美世界。

這是因為,宇稱不守恆理論認為在弱相互作用下,對稱性是不存在的,事實上,這個情況至少在1928年被一些粒子物理學家發現,比如在貝塔衰變中發現了宇稱不守恆,並且在1956年提出了相關結論,最終被楊振寧和李政道的論文所證實。

即便有了理論上的發現,但是沒有堅實的實驗作為基礎,這個結論很難被科學界所接受。而且一些科學界還認為造物主應該追求的是完美,如果對稱性被打破,就意味著這個宇宙的一些基本屬性會發生改變。當然,在當時粒子物理剛剛被深入挖掘的時代,對經典物理的認識不斷被質疑,但仍然有許多科學家堅守著經典物理學最後的領土。愛因斯坦的相對論之所以沒有獲得諾貝爾獎,最關鍵的原因在於實驗方面沒有給出堅實的成果,並且遭遇了一些非科學力量的抵制。

被喻為中國居里夫人的核子研究女王:憑一己之力讓楊振寧獲得諾獎
被喻為中國居里夫人的核子研究女王:憑一己之力讓楊振寧獲得諾獎

楊振寧和李政道卻沒有這方面的問題,因為有吳建雄的出現,使得證明宇稱不守恆理論的實驗很快得到進行。楊振寧當時也在尋找能夠證明宇稱不守恆理論的實驗科學家,吳健雄設計了一套利用鈷60衰變的實驗裝置,將兩個裝置中的鈷60互為鏡像,一套裝置中的鈷60原子核的自旋方向定位左旋,另一套則為右旋。

結果發現在絕對零度以上0.01K時,兩個裝置中放射出的電子數有很大差異,這說明互為鏡像的鈷60衰變裝置並沒有表現出對稱性,也就證明了宇稱是不守恆的。雙方可以說是一拍即合,分別從理論和實驗兩個方向解釋了宇稱不守恆理論。

被喻為中國居里夫人的核子研究女王:憑一己之力讓楊振寧獲得諾獎

吳建雄的實驗大大加速了宇稱不守恆理論被科學界所接受和認可,在該理論提出一年之後,就獲得了諾貝爾獎。吳建雄在實驗物理學方面的造詣甚至能夠與居里夫人相提並論,因此也有了中國居里夫人的稱號。由於吳建雄主要研究核物理學,因此也被稱為核子研究女王,參與了美國的曼哈頓計劃,利用氣體擴散法分離鈾235和鈾238。也恰恰是吳建雄的核物理方面的研究造詣,使得她能夠利用鈷60衰變的實驗裝置驗證宇稱不守恆理論,憑藉一己之力讓楊振寧獲得諾獎。