宇稱不守恆

本條目中的θ和τ已被識別為K介子,不應與τ子或θ介子混淆。

宇稱不守恆原理，又稱P破壞或P不守恆，是當代物理學的一個極其重要的原理，由物理學家李政道與楊振寧於1956年提出。相對於宇稱守恆在弱相互作用中不成立而推論宇稱守恆不成立。

歷史

美國物理學家理察·T·考克斯（Richard Threlkeld Cox）可能早在1928年就觀察到了β衰變中宇稱的不守恆性。科學家在1956年之前已發現θ和τ兩種介子無論是自旋、質量及電荷均完全相同，一度以為是同一種粒子，然而θ衰變時產生兩個π介子，τ衰變時產生3個π介子，奇數個π介子的總宇稱是負的，而偶數個π介子的總宇稱是正的。如此看來又似乎不是同一種粒子。1956年4月第六屆羅徹斯特高能核物理年會在紐約州北部羅徹斯特大學舉行，會議上討論了θ-τ的衰變中，有科學家提出宇稱是否有可能不守恆？1956年6月李政道與楊振寧在美國《物理評論》上共同發表《弱相互作用中的宇稱守恆質疑》的論文，認為基本粒子弱相互作用內存在「不守恆」，θ和τ是兩種完全相同的粒子。

1957年1月9日吳健雄（女性）與安布勒（E．Ambler）、海沃德（R．W．Hayward）、霍普斯（D．D．Hoppes）等科學家從觀測鈷60（⁶⁰Co）的衰變的實驗證實了這項推測，她以兩套裝置中的鈷60互為鏡像，一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉向左旋，另一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉向右旋，結果發現在極低溫（絕對零度以上0.01K）下放射出來的電子數有很大差異，實驗結果推翻了物理學上屹立不移三十年之久的宇稱守恆定律（在強相互作用和電磁相互作用中宇稱一直是守恆的）。1957年1月15日，美國哥倫比亞大學物理系舉行新聞發布會，公布了吳健雄小組的實驗結果，並且宣布宇稱守恆這個物理學基本定律在弱相互作用中被推翻了。次日，《紐約時報》發表一篇《外表與真實》的報導。1月17日蘇黎世聯邦理工學院的泡利寫信給韋斯可夫表達了他關於宇稱不守恆的懷疑，泡利寫道：「我不相信，上帝是個弱的左撇子。我準備拿一大筆錢打賭，實驗一定會得出對稱的結果。」1957年10月李政道與楊振寧因宇稱不守恆理論而獲得諾貝爾物理學獎。楊在他獲諾貝爾獎金的致詞中：「對稱原理之一，即左右對稱，是與人類文明一樣古老的觀念。自然界是否具有這樣一種對稱性，過去的哲學家們一直爭論不休。……然而，物理定律過去卻一直顯示出左右之間的完全對稱性。」

爭議

1962年起，李政道與楊振寧都說自己是提出「弱相互作用中宇稱不守恆原理」的第一人，並為此長期辯論。特別是，1970年，李政道在西西里島Erice的International　School of Sub-nuclear Physics發表《弱相互作用的歷史》的演講，聲稱「宇稱不守恆」是他首先提出的。楊振寧於1979年才讀到該篇演講稿，感覺非常的詫異但並沒有在意。直到爭論逐漸激烈，1982年，楊振寧發表英文文章，給予反駁，稱當初宇稱不守恆其一個人提出來的。1986年李政道又發表英文文章認為楊振寧的說法與事實不合。

參閱

• 吳氏實驗：首度驗證該原理的實驗。
• 明顯對稱性破缺
• CP破壞：宇稱守恆的基本思想是在鏡像反演後粒子物理學的公式不變。
• CPT對稱
• 中子電偶極矩