挑战绝对
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宇称守恒,物理学领域不容质疑的基本定律。50年前,三位华裔物理学家大胆地向它发起挑战。
面对整个国际物理学界的质疑,他们突破难关,让诺贝尔奖的领奖台上第一次出现中国人的面孔。
杨振宁(著名物理学家 诺贝尔物理学奖获得者):50年前, 1957年1月,吴健雄宣布她的实验证实了在β衰变中宇称不守恒(图1)。一个月以后的2月2日,美国物理学会在纽约客旅馆举行周年大会。事后对于那天大会的情形有这样一个报道:最大的演讲厅挤满了人,有人几乎从大厅中央悬灯的铁缆上爬下来。
(1)华裔物理学家吴健雄用实验证实了在β衰变中宇称不守恒
在这次会议上作报告的焦点人物,除了吴健雄和两位低温物理学家之外,还有时年35岁的华裔物理学家杨振宁,他在会上宣读的与李政道合作的那篇论文,给国际物理学界带来了一场威力不亚于原子弹爆炸的冲击。为什么这篇论文的影响如此巨大?这要从他们所从事的粒子物理研究说起。
杨振宁:第二次世界大战之前,物理实验都是小规模的,一个最好的例子是1897年J.J.汤姆森的仪器。J.J.汤姆森是一个英国人,他用一个很小的仪器,通过一个实验,发现了世界上第一个基本粒子(图2)。今天我们知道,每一个人的身上,任何一颗小东西里头都有亿万个电子,电子是最常见的基本粒子。人类第一次知道有这么一种基本粒子,就是汤姆森用这个小仪器发现的。这个仪器当然有历史价值,今天它被保存在大英博物馆里头。
(2)图组:(2-1)发现了世界上第一个基本粒子的J.J.汤姆森
(2-2)J.J.汤姆森实验用的小仪器
第二次世界大战之后,核物理成为非常热门的研究领域,制造了越来越大的加速器。第二次世界大战以后第一个最大的加速器,叫作宇宙线级加速器。你看它的左下角,还有一个人站在那儿,你就可以知道它有多么大(图3)。当时它是世界最大的,可以达到三个GeV的能量。今天世界最大的加速器实验室,在瑞士日内瓦,是一个国际的实验室,有几千个工作人员在里面工作(图4)。实验室所在的地方,地下差不多一百米深的地方有两个隧道,基本粒子就在这些隧道里头被加速碰撞,然后物理学家研究这些碰撞出来的碎片,这就是今天实验的情形。这个机器所能达到的能量是宇宙线级加速器能量的好几千倍。
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