楊振寧和李政道是如何獲得諾貝爾獎的？

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，

直到兩個年輕中國人出手了。

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。

聽到這個消息後，

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＋

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