宇宙不守恒定律发现的启示(上)

工作的吴健雄有“中国的居里夫人”之称誉。为了进一步研究这条新的物理定律，李政道、杨振宁决定邀请吴健雄“加盟”。

为让读者在下文中更好地理解这位杰出女实验物理学家是怎样工作的，这里先打一个比喻：假设一架喷气式飞机向右喷气，其所产生的反推力就会使它向左飞行。旁边有一面镜子，显然镜子里看到的飞机是向左喷气，向右飞行。

而这种“镜像运动”，在现实世界里则是完全可以实现的，只需把飞机的头调过来就行。这种运动（或过程）在物理学上就是“宇称守恒”（或“镜像对称”）。

吴健雄要做的实验是观测钴60的β衰变。在此之前已经发现这种衰变属于弱作用力衰变，并有电子产生。由于钴60原子核不仅有自旋，而且有磁矩。就是说，它既像个陀螺，也像块小磁铁。吴健雄用电流通过线圈产生的磁场“规范”钴60原子核的行为，使它们的自旋都按相同方向排列。这在专业上叫做“极化”。同时，为了尽量减少样品内钴60原子核的热运动对这种排列的干扰，整个实验还必须保持在比绝对零度（-273.16℃）仅高出1/100度的超低温状态。

如果这个定律成立，或者说电子的“镜像运动”也会像喷气式飞机掉头那样在现实世界中能够实现，那么钴60原子核自旋的“顺”和“逆”两个方向，由于衰变而飞出的电子数应该相等。反之，就不能成立。进行这种对比其实并不难，只需改变线圈中的电流方向就可以了。

那一年，吴健雄放弃了和丈夫袁家骝的故国及东亚之行，为的就是要尽快地进行这个重要的实验，而且她特别希望在整个物理学界还没有足够意识到这个实验的重要性之前，抢先做出结果来。

实验的思路无疑是严谨正确的，也很容易理解。但付诸实践，遇到的困难远远超出了吴健雄的预料。首先，她所在的哥伦比亚大学普平实验室的设备，无法满足这种超低温的要求。

一个偶然的机会，她得知全美国唯一拥有这种装置的实验室设在华盛顿特区的国家标准局里，而且有位叫安伯勒的就是这一领域研究的先驱者，是几年前从牛津大学转到那里工作的。吴健雄喜出望外，立即请求安伯勒帮助，但对方不是推托就是婉言拒绝。

吴健雄三天两头打电话找安伯勒。最后到7月底，他才给吴健雄来了一封信，说自己有机会，择日与她面谈一次。不过信中又提到，他从8月4日起要休假两个礼拜。

因此，她在5-7月的准备中一边尽心尽力工作，一边心急如焚地等待着。直到9月中旬安伯勒游兴方尽，才请吴健雄到华盛顿来会晤。

安伯勒与吴健雄谈判的条件是，这一项目除他本人外还有三个低温专家，实际上是他的三名助手也必须参加，因为具体操作绝对离不开他们。吴健雄希望从纽约带自已的助手，而安伯勒则坚决拒绝。最后对方同意这个实验项目的领导人、决策及安排、对外联系等统统由吴健雄负责。

口头协议达成后，安伯勒就带吴健雄参观了实验室，并将参加这个实验的三个助手向吴健雄作了介绍，说第一位是哈德森博士，是跟安伯勒一起从英国牛津大学转来的，第二位是国家标准局放射性组的黑渥，第三位是黑渥的研究助手哈泼斯，他原本就是具体管理这个低温室的。

超低温问题解决了，新的困难却接踵而来。

起初，吴健雄在纽约哥伦比亚大学实验组做成了几个具有钴60放射源的晶体，带到华盛顿，放入国家标准局冷环境中发现放射源“极化”后发射的电子只能维持几秒钟，根本无法观测。“极化”很快消失的原因，是放射源辐射产生的热量使样品温度升高、原子核扰动所造成的。为解决这个问题，必须用一个大的晶体把整个带放射源的小晶体屏蔽起来，阻隔温度上升。

于是，她去请教一些晶体学专家。遗憾的是他们证实了吴健雄的担心，即生长大尺寸的晶体（直径25毫米）需特别小心，要有精巧的设备和足够的耐心。但实验小组既缺乏经费又时间紧迫，吴健雄与同事们一起去图书馆收集所有关于硝酸铈镁结晶性质的文献。

为了防止干扰，吴健雄回到了纽约普平，开始在实验所的地下室中生长晶体，可惜晶体只长到几毫米就停止生长了，距实验需要的尺寸还远着哩。

(未完待续)

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