Эксперимент Ву
-
Эксперимент Ву
- Проведен в 1956 году Чен-Шиунгом Ву и Группой по низким температурам NBS
- Цель: установить, сохраняется ли четность в слабых взаимодействиях
- Установлено, что четность не сохраняется в слабых взаимодействиях
-
История и предпосылки
- В 1927 году Юджин Вигнер сформулировал принцип сохранения четности
- В середине 1950-х годов некоторые распады каонов не объяснялись теорией
- Ли и Ян предложили эксперимент для проверки сохранения четности в слабых взаимодействиях
-
Роль Ву
- Ву осознала потенциал эксперимента и начала работу в мае 1956 года
- Ву связалась с Боорсом и Земански для организации эксперимента
- В декабре 1956 года команда Ву обнаружила асимметрию, указывающую на нарушение четности
-
Теория и эксперимент
- Цель эксперимента: определить, сохраняется ли четность в слабом взаимодействии
- Если бы четность сохранялась, излучение распада должно было бы испускаться с равной вероятностью во всех направлениях
- В эксперименте наблюдался распад атомов кобальта-60, выровненных магнитным полем и охлажденных до почти абсолютного нуля
- Распределение гамма-лучей использовалось для контроля за распределением электронов
-
Материалы и методы
- Для достижения максимальной поляризации ядер 60Co использовались сильные магнитные поля и низкие температуры
- Радиоактивный кобальт был нанесен на кристалл нитрата церия-магния
-
Эксперимент Ву
- Соль намагничена вдоль оси высокого g-фактора
- Температура снижена до 1,2 К
- Отключение горизонтального магнитного поля снизило температуру до 0,003 К
- Вертикальный соленоид выровнял кобальтовые зародыши
- Магнитное поле соленоида незначительно повысило температуру
-
Результаты эксперимента
- Анизотропия гамма-излучения составила 0,6
- Электроны испускались в направлении, противоположном гамма-лучам
- Асимметрия не менялась при смене поляризующего поля
- Нарушение четности подтверждено
-
Механизм и последствия
- Эксперимент решил проблему Озмы
- Бета-распад вызван преобразованием кварков
- Слабое взаимодействие затрагивает только левую часть кварков и лептонов
- Правая часть частицы не ощущает слабого взаимодействия
-
Воздействие и влиятельность
- Открытие заложило основу для Стандартной модели
- Нарушение CP привело к дисбалансу вещества и антиматерии
- Ли и Янг получили Нобелевскую премию по физике в 1957 году
- Открытие проложило путь к созданию единого электрослабого взаимодействия