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2017-07-25T20:27:27+00:00
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這是Sheldon的第23篇漫畫,所有圖片大約2.8MB。大自然對左和右的事情有自己的看法。在大自然中,很多東西像螺絲一樣,需要區分左右手,這叫做手征性。比如,生命的遺傳物質,DNA分子絕大多數都是右旋的,只有極個別情況下才會左旋。在基本粒子也一樣。它們既會轉又會跑,因此也能區分左右手。物理學家發現,儘管基本粒子能區分左右手,但大自然對左右手粒子一視同仁,不像對待DNA那樣有偏心眼。這在生活中對應的是鏡像對稱性。假設存在一個物理過程,你把它放在鏡子面前一照,它的鏡像過程也存在於自然界中,那麼物理學家就會說,這種過程是鏡像對稱的。(即宇稱守恆)曾經,物理學家天真地以為,所有物理過程都是鏡像對稱的,直到兩個年輕人出手了。20世紀40年代,李政道和楊振寧來到美國,開始在芝加哥大學攻讀博士。楊振寧一開始打算研究實驗物理,結果實驗過程總是不太順利。他的同學戲稱:哪裡有Yang(楊振寧),哪裡就有Bang(爆炸)。後來,楊振寧找到了泰勒教授,打算跟他學習理論物理學。泰勒當場考了他一道題,結果楊振寧順利答了出來,從此開啟了理論物理之旅。李政道的導師是費米教授。費米建造了世界上第一個核反應堆。他被公認為是世界上最後一個既懂實驗又懂理論的物理學家。李政道跟費米學習理論。儘管他已經很聰明了,但費米對他的要求並沒有放寬。經過兩位名師的嚴格訓練,李政道和楊振寧逐漸成長為那個時代的頂級理論物理學家,開始向物理學難題發起挑戰。那個時候,人們已經知道,宇宙中存在四種基本相互作用。引力和電磁相互作用,都是鏡像對稱的。於是,大家普遍認為,強相互作用和弱相互作用,也是鏡像對稱的。然而,李政道和楊振寧發現,儘管人人都這麼說,但從來沒有一個物理實驗,能夠證明弱相互作用是鏡像對稱的。並且,當時有一種粒子,在參與弱相互作用時,行為非常詭異,似乎預示著鏡像不再對稱了。於是,他們在1956年時,大膽地提出,弱相互作用可能不對稱。他們推薦了幾個實驗方案,建議大家趕緊做實驗研究一下。聽到這個消息后,物理學家費曼連忙跟人打了個賭,賭50美元鏡像不可能不對稱。然而,費曼很快就認輸了。因為李和楊的好朋友,實驗物理學家吳健雄,按照那篇論文的方法做了一個實驗。鈷-60原子會通過弱相互作用,釋放β射線。吳健雄把溫度降得很低,給裝有鈷-60的容器抽了真空,又加上了外磁場,讓大部分鈷-60原子,繞著同一個方向轉圈。這時她發現,大部分β射線都是朝下發出的。如果把磁場方向反過來,鈷-60原子就會反著轉,這就相當於給它照鏡子。這時吳健雄應該會發現,大部分β射線都是朝上發出的。也就是說,這個過程真的不對稱!!!吳健雄的實驗讓費曼輸了50美元,也讓李和楊贏得了1957年的諾貝爾物理學獎。後來人們才知道,弱相互作用之所以破壞對稱性,是因為其中的中介粒子搞事時,總是跟左手粒子搞在一起,從來不搭理右手粒子。並且,只參與弱相互作用的中微子,乾脆就沒有右手粒子。對白:牛貓美指:牛貓繪製:賞鑒排版:胡豆本文已發表於科學+本期沒看夠?沒關係!來看看以下歷史文章吧!漫畫 | 研究基本粒子有什麼用?漫畫 | 冬至別只顧著吃餃子,你知道為什麼要設置24節氣嗎?漫畫 | 天上的星星會死嗎?當然咯,不然怎麼會有你!

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