《李政道传》李政道和杨振宁那些事(14)

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(十四)吴健雄的实验支持
李政道和杨振宁在他们的论文里建议:“一个相对简单的可能的实验是,测量极化原子核的β衰变中射出的电子的角分布。设θ为母核取向与电子动量的夹角,θ和1800—θ分布的不对称性就构成β衰变中宇称不守恒的肯定证据。”据此,他们两个详细研讨了观测β衰变中自旋-动量关联的不对称性的最佳方案,确定要设法去测量极化核放射性衰变时的宇称守恒情况。
吴健雄建议使用60Coβ源,在极低的温度(约0.003k)下使它极化,但是这样就需要一套低温核极化设备。当时,只有华盛顿国家标准局有那样的低温设备。安布勒博士是这一方面的负责人。于是,吴健雄于5月底春季学期结束后,开始认真地准备起来。她给华盛顿标准局不知打了多少电话,磋商合作。安布勒博士在开始的时候,对这一实验的重要意义可能不很明了,对于实验的紧迫性也不了解。吴健雄已经心急如焚,可安布勒却仍再三推脱。直到7月4日在电话里,安布勒博士终于接受了吴健雄的建议,表示愿意合作。9月中旬,吴健雄这边的准备工作基本结束,她终于可以前往华盛顿访问标准局了。在那里,她见到了电话里已经多次交谈过的安布勒博士。安布勒博士给吴健雄的印象比她在电话里得到的要好得多,言语温和,精明能干,富有效率。吴健雄心情稍有放松。安布勒博士提议他的三位助手赫德逊博士、海沃德和霍普斯作为合作者参加这一实验。他们终于走到一起开始来做这项具有历史意义的实验了。
吴健雄和安布勒等人开始了艰苦的工作。吴健雄因为还要在哥伦比亚大学教书,所以不能全时呆在华盛顿,只好在纽约和华盛顿之间往来奔波,使她感到非常疲劳。他们克服了β射线源极化、晶体的生长等一系列困难,终于在1956年年底和1957年1月初观察到真正的不对称性。
吴健雄对所取得的结果感到万分鼓舞,但出于慎重,她在进行反复检验的同时,有意延缓发表实验结果。有一天晚上,吴健雄从华盛顿乘火车回到纽约哥伦比亚大学上课。她课后在李政道的办公室遇见了李政道和杨振宁。李政道急切地想知道实验进行的情形。吴健雄告诉他们,从初步的结果看,的确存在着一个大的不对称效应,而且可以重复。但是她强调,这不过是初步的结果,需要再进行实验检验。1957年1月2日,吴健雄又回到华盛顿做实验检验,直到9日清晨,她才确定实验结果准确无误。在国家标准局实验室里,他们聚在一起,打开赫德逊博士早已准备好的香槟酒,庆祝这一伟大的事件。他们的实验终于把长久被人们认为不容质疑的宇称守恒定律推翻了!
与吴健雄的实验差不多同时,李政道和杨振宁在他们的论文里建议的另一个实验,π-μ-e级联衰变,也已经由伽温(R.L.Garwin)、莱德曼(L.Lederman)和温瑞奇(MarcelWeinrich)完成,同样证明了宇称的不守恒。莱德曼做这个实验还有个小故事。在李政道知道了吴健雄的初步实验结果以后,他向他的哥伦比亚大学同事莱德曼建议,在加速器上做实验去证实宇称不守恒。开始,莱德曼借口正在做π-μ-e的实验,不愿意去做;也担心宇称破坏的效应在π衰变和μ衰变中可能不大。后来,李政道努力地对他强调,从吴健雄的实验结果看,在π衰变和μ衰变中宇称不守恒的效应一定很大。在李政道的劝说和吴健雄实验结果的鼓舞下,莱德曼参加了1月4日哥伦比亚大学物理系例行的星期五午餐会,会上李政道透露了吴健雄的实验结果,之后莱德曼对这件事才重视起来,立刻着手做实验。他和哥伦比亚大学的伽温商量,想出了在哥伦比亚大学的加速器上做实验的方案。很快,三天之后,早晨6点钟,莱德曼就给李政道打电话宣布:“宇称已经死了!”
另外,弗雷德曼和泰勒格第用乳胶技术也完成了π-μ-e级联衰变实验,证明在这些衰变中宇称是不守恒的。
明日请看:“宇称不守恒”如同新的福音一样传遍了全世界