10.守恒破灭
不久后,吴健雄就带领着四位物理学家开始了实验。他们利用低温设备将钴60的原子核降温到零下273.15摄氏度,再利用磁场使接受实验的原子核按同一个方向进行自旋,然后对其衰变过程进行观察记录。钴60核衰变时会放出电子,根据宇称守恒定律,这些电子应该会分成数量均等的两拨儿,以左右对称的方式向相反的两个方向射出。如果观察结果与这种情况不符,那就证明宇称守恒定律在弱相互作用中不成立。
由于钴60的半衰期比较长,要得出有说服力的结果就必须观察很长时间,少说也得几个月。所以之后的一段时间,吴健雄都是整日整夜地待在实验室,持续观察,记录衰变过程,然后定时给杨振宁和李政道打电话告知实验进展。相比之下,杨振宁和李政道倒显得轻松了,有吴健雄这样优秀的实验物理学家进行实验,他们非常放心,两人竟然转而去研究数学,写起了统计学论文。
时间一天天过去,越来越多的人得知吴健雄在进行杨振宁和李政道的实验,关于宇称守恒的议论更为激烈了。那位天才泡利和吴健雄有交情,当他听说这件事以后很不以为然,甚至表现得很可惜,他说:“吴健雄这样优秀的实验物理学家应该去做些有意义的事,怎么能在这种显而易见的事情上浪费时间呢?宇称绝对是守恒的!”
不过,最后的事实证明,吴健雄并没有浪费时间……
一九五六年十二月二十五日,这一天离新的一年不远了,物理学界将迎来一个新世纪。这一天,吴健雄将几个月来的观察结果汇总,交给了杨振宁和李政道。结果显示,钴60衰变时,绝大多数电子的射出方向都是相同的!
此时,她的内心万分忐忑,因为这样的结果证明,宇称并不守恒!
强相互作用下宇称守恒,而弱相互作用下,宇称不守恒!苹果落在地上是因万有引力的作用,而梨子落在地上,不是因万有引力的作用!这……
这个结果实在是令人难以置信,此时的吴健雄没有因这个伟大的实验而感到兴奋,相反,她很不安:自然界怎么会有如此奇怪的事情?难道……实验中出了什么错误,而我没有注意到?不行,我需要重新检验!
吴健雄生怕是自己的实验出了错,于是对杨振宁和李政道千叮咛万嘱咐,在她做完第二次检验之前,不要公布实验结果。然而,杨振宁和李政道已经等不及了,这个结果足以震惊世界,但对他们两人来说,算不上出乎意料,吴健雄的想法显然过于谨慎了。
杨振宁很快就给奥本海默发了电报,李政道则直接将结果告诉了哥伦比亚大学的同事们,哥伦比亚大学顿时沸腾起来。当时那个拿杨、李二人实验开玩笑的莱德曼震惊了:怎么会这样,宇称竟然会不守恒?噢,天哪,我做了什么?我竟然会拒绝做那个实验?我竟然拒绝成为这个伟大发现的见证者!
这一天,莱德曼表现得有些魂不守舍,他开始后悔当初拒绝杨振宁和李政道的请求,同时他又在心里安慰自己:不会的,宇称不可能不守恒,可能是他们的实验出错了!晚上下班,莱德曼立即冲到实验室,做起了杨、李二人论文上的另一个实验。当初他认为这个实验会很难成功,谁知现在真正做起来却分外顺利,至少比吴健雄的实验要快很多。吴健雄的实验用了几个月,而他这个实验只用了三天,当然,结果是一致的——宇称不守恒!莱德曼既震惊又郁闷,震惊的是宇称守恒定律竟然真的不准确,郁闷的是他没有成为第一个用实验证明它的人——是他自己拒绝了这个机会!莱德曼对自己这个不明智的行为感到难受不已,他愣了好长时间,叹了口气,然后拨通了同事李政道的电话说道:“宇称玩完了!”
没过多久,吴健雄的检验完成,结果无误!如果说仅凭吴健雄这一个实验还是很难让人相信宇称不守恒,那现在加上莱德曼的实验,绝对有足够的说服力了。吴健雄和莱德曼均将实验报告整理出来,投到了《物理评论》杂志,没过多久,报告就正式刊出了。在这样强有力的证据支持下,人们不得不相信,弱相互作用条件下,宇称守恒定律不成立。