Thí nghiệm của Chien-Shiung Wu đã thử đối xứng gương của tự nhiên ra sao?

Vật lý 12 • Khám phá mở rộng

Wu và cộng sự đo hướng electron phát ra khi các hạt nhân cobalt-60 được định hướng, rồi thấy một bất đối xứng không phù hợp bảo toàn parity. Công bố năm 1957 cho thấy tương tác yếu trong phân rã beta không luôn tuân theo đối xứng gương mà nhiều người từng coi là phổ quát. [1][2]

Đối xứng ở đây là một giả thuyết về quy luật

Hỏi một quá trình có đối xứng không gian nghĩa là hỏi: khi đổi hệ sang cấu hình đối xứng tương ứng, quy luật và xác suất có giữ nguyên không? Đây là phép kiểm vật lý, không chỉ so hình vẽ có hai nửa đẹp bằng nhau.

Trong phân rã beta của hạt nhân định hướng, có thể so xác suất phát electron theo các hướng đối với hướng spin hạt nhân. Spin có tính chất của moment động lượng; phép đổi không gian tác động lên nó khác cách tác động lên hướng chuyển động. Một sự ưu tiên phù hợp có thể kiểm giả thuyết parity. [1]

Làm lạnh giúp đặt một hướng tham chiếu

Thí nghiệm cần định hướng hạt nhân và kiểm mức định hướng. Wu làm việc cùng các nhà khoa học của National Bureau of Standards, dùng nhiệt độ rất thấp và hệ đo để thực hiện phép kiểm. [1][2]

Họ còn kiểm đáp ứng thiết bị để phân biệt tín hiệu vật lý với ảnh hưởng từ trường hoặc nhiệt độ lên bộ đếm. Hướng ưu tiên chỉ có ý nghĩa khi nguyên nhân từ hệ đo được xem xét.

Không bỏ qua cả nhóm và cả phạm vi

Bài công bố có Chien-Shiung Wu, E. Ambler, R. W. Hayward, D. D. Hoppes và R. P. Hudson. Nó xuất hiện trên Physical Review ngày 15 tháng 2 năm 1957, sau câu hỏi và đề xuất kiểm tra của Lee và Yang. [1][2]

Kết quả không nói mọi lực đều phá đối xứng gương. Nó xác định một giới hạn của giả thuyết trong tương tác yếu. Câu chuyện đáng nhớ vì một đối xứng tưởng hiển nhiên vẫn cần bằng chứng thí nghiệm trong đúng miền áp dụng.

Kết nối với bài học

Bài học nền tảng: Hiện tượng phóng xạ.

Đọc thêm: Phân rã alpha beta gamma khác nhau ở đâu.

Chương trình Vật lý 12 · Trợ lý AI Ước Mơ Lớn.