Während die meisten von uns wird der ring in das neue Jahr mit Familie und Freunden, die Wissenschaft nicht Urlaub machen. Und auch nicht die Wissenschaftler verantwortlich für große Laufenden Untersuchungen. Eine der berühmtesten historischen Beispiele HIERFÜR ist der Fall des Physikers Chien-Shiung Wu—oft bezeichnet als “Madame Wu”—wer gab den Urlaub mit Ihrem Mann in den 1950er Jahren zu beweisen, dass die Natur etwas Linkshänder.
Physiker hatte lange gedacht, dass, wenn es um die Gesetze der Physik, die Natur hat keine Vorliebe, wenn es um rechts über Links. Das bedeutet, dass unsere Welt so ziemlich identisch zu sein Spiegelbild. Es ist eine form der Symmetrie. Mathematisch ist es bekannt als Parität, und es sollte geschont werden in alle subatomaren Prozessen. Und es ist, zumindest für den Elektromagnetismus und die starke Kernkraft. Eine beliebige Anzahl von Experimenten gezeigt hatte, dass es so war.
Aber 1956, zwei Chinesisch-amerikanischen geboren Theoretiker legte eine kurze Abhandlung zu den Physical Review journal, zu hinterfragen, ob die Parität wäre konserviert in der schwachen Wechselwirkung. Tsung-Dao Lee und Chen Ning Yang hatte sogar einige Ideen, wie man testen könnte Ihre Hypothese experimentell, und überzeugt Wu—, spezialisiert in der schwachen Wechselwirkung Experimente an der Columbia—Universität-über das Projekt zu arbeiten.
Wu wiederum eine Partnerschaft mit Physikern, was war dann das National Bureau of Standards in Washington, DC, denn Sie hatte genau die richtige Ausstattung, um die notwendige Genauigkeit der Messungen. (Es ist jetzt bekannt als das National Institute of Standards and Technology).
Die kritische Experimente wurden an der NBS zwischen Weihnachten und Neujahr, 1956—vor allem, weil Wu erkannte, wie grundlegend wichtig sind Sie wahrscheinlich, und wollte Sie schlagen alle anderen auf den Stempel.
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Sie sollte zu begleiten, Ihren Ehemann zu China; Sie gebucht hatte passage auf der Queen Elizabeth und alles. Stattdessen blieb Sie hinter die Arbeit an der Experimente, und Ihr Mann ging nach China, ohne Ihr.
Wu und Ihre Kollegen Ihre Kobalt-60-Atomen statt, in Magnetfeldern bei sehr niedrigen Temperaturen. Kobalt-60-Kerne haben eine intrinsische spin—die Quanten-entspricht der Drehimpuls, der Art wie ein wenig spinnt Gyroskop, außer es ist eher eine Eigenschaft des Teilchens, anstatt eine tatsächliche spin. Sie stoßen auch beta-Teilchen, als Sie verfallen. Die Idee war, mit magnetischen Felder zu orientieren, die Kerne, so dass alle spins in der gleichen Richtung, und dann zählen, wie viele Elektronen emittiert wurden rauf und runter wie die Kerne zerfallen. Wenn die Parität wurde konserviert, es sollte gleich zahlen der einzelnen.
Zu jedermanns überraschung, es waren nicht die gleiche Anzahl von beta-Teilchen in beide Richtungen. Die Natur, so scheint es, ist ein “semi-rechts-und Linkshänder Rechtsausleger,” mit einer leichten Präferenz für die linke. Wu fing den letzten Zug zurück nach New York an heiligabend—es hatte geschneit stark und die Flughäfen wurden geschlossen—Bericht Ihre erste Ergebnisse zu Lee, ihm zu sagen, dass “die beobachtete Symmetrie war reproduzierbar und riesig.”
Der Sturz der Parität war eine so wichtige und spannende Folge, einige Physiker nicht glauben, dass es auf den ersten. Wolfgang Pauli angeblich rief: “Das ist totaler Unsinn!”, als er das hörte. Es war ein Ansturm zu replizieren, das experiment, und diese Ergebnisse bestätigt außer Zweifel, dass dies wirklich eine Verletzung der Parität Erhaltung. Auch Pauli überzeugt war.
Lee und Yang erhielt den Nobelpreis in Physik schon im nächsten Jahr. Was ist weithin wahrgenommen innerhalb der Physik-Gemeinschaft als eine grobe Ungerechtigkeit, Madame Wu war nicht im Preis inbegriffen, obwohl es war Ihr experimentelle know-how, das geholfen hat, erwies sich Lee und Yang die Hypothese korrekt zu sein.
Sie hatte eine ziemlich stellar wissenschaftliche Karriere, dennoch. Und Sie hatte auf jeden Fall eine Menge zu Feiern, wie Sie klingelte in das Neue Jahr vor fast 60 Jahren.
Referenzen:
Lee, T. D. und Yang, C. N. (1956) “die Frage der Parität Naturschutz in schwachen Wechselwirkungen,” Physical Review 104(1): 254-258.
Wu, C. S. et al. (1957) “Experimentelle Prüfung der paritätserhaltung im beta-Zerfall,” Physical Review 105(4): 1413-1415.
Bilder: (oben) Acc. 90-105, Science Service, Aufzeichnungen, 1920er-1970er Jahren, Smithsonian Institution Archives. (unten): Die 1956 Wu-experiment. Credit: AV Austin/Bureau of Standards. Public domain.