Madame Wu e la Vacanza Esperimento Che ha Cambiato la Fisica per Sempre

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Madame Wu and the Holiday Experiment That Changed Physics Forever

Mentre la maggior parte di noi l’anello nel nuovo anno con la famiglia e gli amici, la scienza non prendere una vacanza. E non gli scienziati che hanno grandi esperimenti in corso. Uno dei più famosi esempi storici di questo è il caso del fisico Chien-Shiung Wu—spesso definito come “Madame Wu”—che ha dato la vacanza con il marito nel 1950 per dimostrare che la natura è leggermente con la mano sinistra.

I fisici avevano pensato a lungo che, quando si tratta di leggi della fisica, la natura non ha alcuna preferenza quando si tratta di destra sopra la sinistra. Ciò significa che il nostro mondo dovrebbe essere praticamente identica alla sua immagine speculare. Si tratta di una forma di simmetria. Matematicamente, è conosciuta come la parità, e deve essere conservato in tutti i subatomiche processi. Ed è, almeno per l’elettromagnetismo e la forza nucleare forte. Qualsiasi numero di esperimenti hanno dimostrato che questo è stato così.

Ma nel 1956, due Cinese-Americano nato teorici presentato un breve articolo per la rivista Physical Review journal, il dubbio se la parità sarebbe conservata nelle interazioni nucleari deboli. Tsung-Dao Lee e Chen Ning Yang aveva anche alcune idee su come si potrebbe testare la loro ipotesi sperimentalmente, e convinto di Wu—che si è specializzato in interazione debole esperimenti presso la Columbia University, a lavorare sul progetto.

Wu a sua volta ha collaborato con fisici in quello che era allora il National Bureau of Standards, in Washington, DC, visto che avevano il diritto di impianti per apportare le necessarie misure di precisione. (Ora conosciuto come il National Institute of Standards and Technology).

Madame Wu and the Holiday Experiment That Changed Physics Forever

La critica gli esperimenti sono stati eseguiti presso la NBS tra Natale e capodanno, 1956—soprattutto perché Wu conto quanto sia di fondamentale importanza che erano suscettibili di essere, e lei ha voluto battere tutti gli altri per il punch.

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Doveva accompagnare suo marito per la Cina; avevano prenotato passaggio sulla Queen Elizabeth e tutto il resto. Invece, rimase dietro a lavorare su esperimenti, e suo marito è andato in Cina senza di lei.

Wu e i suoi colleghi hanno usato il cobalto-60 atomi tenuti in campi magnetici a temperature molto basse. Il cobalto-60 nuclei hanno un intrinseco (spin—quantum equivalente del momento angolare, come una sorta di spinning giroscopio, tranne che è più di una proprietà della particella, piuttosto che un vero e proprio spin. Essi emettono particelle beta, nel loro decadimento. L’idea era di utilizzare i campi magnetici per orientare i nuclei, in modo che tutti i giri sono stati nella stessa direzione, e poi contare quanti elettroni sono emessi su e giù, come i nuclei decaduto. In caso di parità si è conservato, ci dovrebbe essere un numero uguale di ogni.

Con sorpresa di tutti, non c’e un numero uguale di particelle beta emesse in entrambe le direzioni. La natura, a quanto pare, è “un semi-ambidestro mancino,” mostrando una leggera preferenza per la sinistra. Wu catturato l’ultimo treno per tornare a New York, la Vigilia di Natale, era stato nevica pesantemente e gli aeroporti sono stati chiusi—a segnalare i suoi risultati iniziali di Lee, dicendogli che “l’osservato simmetria era riproducibile e enorme.”

La caduta di parità, è stato un importante e risultato entusiasmante, alcuni fisici non credere in un primo momento. Wolfgang Pauli presumibilmente esclamò, “Che è una sciocchezza totale!” quando ha sentito su di esso. Non c’era fretta di replicare l’esperimento, e i risultati hanno confermato senza ombra di dubbio che questo è stato davvero una violazione della parità di conservazione. Anche Pauli era convinto.

Lee e Yang ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica l’anno successivo. In quello che è ampiamente percepito all’interno della comunità di fisica come una grave ingiustizia, Madame Wu non è stata inclusa nel premio, anche se era il suo sperimentali esperienza che ha contribuito dimostrato di Lee e Yang ipotesi sia corretta.

Aveva una bella stellare carriera scientifica, comunque. E sicuramente ha avuto un sacco di celebrare come lei è entrata nel Nuovo Anno quasi 60 anni fa.

Riferimenti:

Lee, T. D. e Yang, C. N. (1956) “Domanda di parità per la conservazione interazioni deboli” Physical Review 104(1): 254-258.

Wu, C. S. et al. (1957) “prova Sperimentale di parità di conservazione nel decadimento beta,” Physical Review 105(4): 1413-1415.

Immagini: (in alto) Acc. 90-105, Scienza, Servizio, Record, 1920-1970, Smithsonian Institution Archivi. (in basso): 1956 Wu esperimento. Credito: A.V. Austin/Bureau of Standards. Pubblico dominio.