来自中国的世界物理女王,杨振宁和李政道靠她获得诺贝尔奖!

寻琴观看商业 2025-01-02 21:18:48
跨越星际沟通的难题与吴建雄的答案

(一)星际沟通的无解之问

想象在某个神秘的夜晚,我们竟获得了与遥远外星人通话的机会,可当要向他们解释诸如左和右这样看似简单的概念时,却陷入了难题。毕竟外星人可能连心脏、手这些我们熟知的事物都不知晓,这仿佛是个无解的问题呀。

(二)吴建雄给出独特解法

然而,吴建雄给出了巧妙的答案,以钴 60 原子核放射出更多电子的方向为轴,钴 60 原子自旋方向就是左。这一独特的界定方式,展现出她在物理思维上的深邃与独到,也让我们看到了科学在跨越认知障碍时的奇妙可能。

吴建雄在核物理领域的卓越贡献

(一)助力曼哈顿计划

回溯到 1944 年,吴建雄受奥本海默邀请参与了曼哈顿计划,肩负起研发铀浓缩方法、增加燃料供应的重任。当时位于汉福德区的生产钚 239 的 B 反应堆常常停堆终止反应,吴建雄凭借对大量数据的精准分析,确认是核裂变产物之一的氙 135 在反应器内大量吸收中子,致使连锁反应因中子不足而被迫停止。

她的这一发现,为后续原子弹的成功研制起到了至关重要的推动作用,在那段波澜壮阔的核能探索历史中,留下了属于中国女性科学家浓墨重彩的一笔。

(二)吴氏实验的诞生

时间来到 20 世纪 50 年代,物理学界面临着 “θ - τ 谜题” 的重大挑战,θ 和 τ 粒子有着相同的电荷、自旋以及质量,却有着不同的衰变方式,这引发了关于宇称是否守恒的激烈探讨。杨振宁和李政道提出了弱相互作用下宇称不守恒的概念,可当时诸多物理界大咖都对此持怀疑态度,甚至劝学生们不必浪费时间做实验。

而吴建雄却坚定地站出来全力支持,她果断取消一切会议和旅行,全身心投入实验室,还带着实验设备前往专精气体液化的国家标准局总部开展实验,著名的吴氏实验就这样在争分夺秒的紧张氛围中诞生了。

宇称不守恒的理论与实验验证

(一)宇称守恒的概念及意义

在物理学中,对称性有着举足轻重的地位,比如平移对称性对应动量守恒、时间对称性对应能量守恒、旋转对称性对应角动量守恒。而宇称守恒从直观理解来看,镜子里的世界和真实世界应遵循同样的物理定律,就像把坐标变换后结果不变那样。长期以来,宇称守恒一直被物理学界奉为基本定律之一,人们普遍认为物理世界在镜像对称方面有着天然的一致性。

(二)吴氏实验的验证过程

吴建雄选择具有放射性的钴 60 样品进行实验,因为钴 60 的 Beta 衰变涉及弱相互作用,恰是她擅长的研究领域。在实验中,通过对真实世界和镜像世界里钴 60 原子核衰变后电子发射方向的观察对比,理论上若宇称守恒,镜像变换后电子的相关状态应改变,但实际实验发现电子在镜像世界中的表现与宇称守恒的预期不符,依然保持着原来的 “特性”,并未按常理变换,这就证明了弱相互作用中宇称不守恒。

当然,这个实验面临诸多实际操作难题,毕竟微观粒子具有不确定性,只能依靠大量钴 60 原子核衰变的数据去分析电子发射方向在统计学上的偏向性。最终,吴建雄在 1957 年发表的论文中给出了有力的统计结果,证实了这一历史性的发现。

钴 60

吴建雄的科学精神与人生风采

(一)秉持的科学准则

吴建雄曾说:“对一个实验物理学家而言,最重要的是坚持好的判断力和一些运气。” 这句简洁的话语,却蕴含着她一生坚守的科学准则,在面对复杂的科研难题和外界质疑时,凭借精准的判断力去把握研究方向,同时也需要些许运气的眷顾,而她无疑将这二者完美融合,在物理学的探索之路上披荆斩棘。

(二)晚年的生活侧影

在晚年时光里,吴建雄常常坐在套着褪色红灯笼芯的扶手椅上,静静地望向窗外的校园,看着那些打篮球的女生们,赞叹她们的强壮、速度以及努力做事的模样。或许在那些女生们身上,她看到了自己年轻时的影子,那是对科学充满热情、全力以赴去追逐真理的模样,她的一生,不仅在科研成就上光彩夺目,更在精神气质上为后来的科研人树立了榜样,激励着一代又一代人为探索未知的物理世界而不懈努力。

吴建雄作为杰出的物理学家,以她的智慧、勇气和对科学的执着,在物理学发展历程中留下了不可磨灭的印记,尤其是对宇称不守恒的实验证明,更是开启了物理学界对微观世界认知的新大门,值得我们永远铭记与敬仰。

文章来源:中科院物理所

0 阅读:1

寻琴观看商业

简介:感谢大家的关注