他们从事的实验,由于特别精密和复杂,因此更是遭遇许多意想不到的问题,进展十分不顺利。
譬如说,为了将晶组合起来,形成一个大的屏蔽,必须在晶上钻孔,再将之黏合起来,他们得到晶专家的意见,才知道要用压力向内的牙医牙钻钻孔,才不会使很薄的晶崩裂。而黏合晶的粘接剂,在极低温中会失效,他们又改用肥皂,甚至用尼龙细线绑住。另外如何克服在液态氦低温下,液变成超流而引起的外泄问题,以及如何将在低温环境的β衰变的测量,利用一枝长的透明树脂棒导出观测等,都花了相当工夫,加上吴健雄和家标准局四位科学家过去多年经验,才一一克服的。
在实验进行过程中,由于吴健雄在纽约哥伦比亚大学还有教学和研究工作,因此每个礼拜总是华盛顿dc和纽约两头跑,并不是所有时间都在家标准局的实验室。11月间,实验显示出他们看到了一个很大的效应,大家都很兴奋,吴健雄得到消息赶去看了一下,觉得那个效应太大,不可能是所要的结果。后来他们检查了实验的装置,发现这个太大的效应果然是由于里面的实验物件,因磁场造成应力而塌垮了所造成的。
他们经过重新安排,到12月中旬,再次看到一个比较小的效应,吴健雄判断,这才是他们要找的效应。杨振宁认为,这种过人的洞察力,也是吴健雄成为一位优秀科学家的原因。
对称革命(二)
吴健雄一向是以实验谨慎精确著称的,因此尽管他们在实验中找到了初步结果,但是态度依然是谨慎的,他们认为在向外界宣布结果以前,必须进行更多精确的查证。在这同时,吴健雄也指导她的研究生,开始进行一些计算,看看这些实验数据是不是真正显现了β衰变的宇称不守恒效应。
在实验进行期间,有一次吴健雄回到哥大,正好碰到杨振宁和李政道两人,他们问起实验的情形,吴健雄告诉他们似乎确实有一些肯定的结果。杨振宁还问起其中的一些理论关键,吴健雄告诉他说,由日本来参加实验组的理论物理学家森田正人(m.morita)已经做过计算,co60的β衰变完全是盖莫·泰勒变换,这表示他们选对了co60作放射源,实验结果也更为可靠。
随着吴健雄实验的进展,物理学界已渐渐开始有更多人谈论这件事,不同的故事和传言纷纷出现,形成一种极端热烈的气氛。任何一个熟悉半年以前科学界对这件事态度的人,都会对这种改变大感吃惊。
当时在物理学界以直言质疑著名的“伟大泡利”,对宇称可能是不守恒也一直是极度怀疑的。他在1956年由他以前的学生怀斯科夫信上得知吴健雄在进行这个实验时,就立时回信给怀斯科夫说,以他的看法,做这个实验是费时间,他愿意押下任何数目的钱,来赌宇称一定是守恒的。
怀斯科夫收到泡利来信时,正巧刚得知吴健雄实验成功的消息,他说他并没有立即打电报给泡利说“赌一千块钱”,只是告知他有关吴健雄令人吃惊的实验结果。后来泡利回信给怀斯科夫,除表示难以置信的惊讶之外,还开玩笑地写道:“我很高兴我们没有真的打赌,因为我也许还输得起一些名声,但是却输不起我金钱的损失。”
吴健雄1956年回纽约过圣诞节假期时,他们的实验已经差不多可以说是成功了。但是吴健雄十分的担心,一方面她很难相信自然会有如此奇怪的现象,一方面也怕他们在实验中犯了什么错。尽管她把实验的最新结果告诉了杨振宁和李政道,但是她说她还要再次查验,并且要他们暂时不向外界透露消息。
但是,年轻的李政道显然不以为意,1957年1月4日,哥大物理系又举行行之有年的“星期五午餐”,在这次聚会上,他告诉了与会人士。当时也在哥伦比亚大学的实验物理学家李德曼听到这个消息后想,如果宇称已经知道在弱相互作用中是不守恒的,那么以他正在进行的实验,加上一些小小的运气,或许就可以利用π与μ粒子,进行另外一种可以验证宇称不守恒的实验。
于是他打电话给哥大的同事,也是被称为“真正的天才”的加文。当天晚上10点钟左右,李德曼和加文已经想出进行实验的办法。这个实验一共只花了四天就做出来了,而且得到相当明显肯定的结果。对于这个巧妙实验的设计,加文有着极其关键的贡献。
1月8日早上6点钟,李德曼打电话给李政道,宣称说:“宇称定律死了。”
吴健雄在1月2日那天,回到华盛顿dc的家标准局。她和四位合作者再次详细核验他们的实验。吴健雄说,由1月2号到8号,是他们实验工作最密集的一段时间,他们一次一次地把温度降到液态氦的低温,检验所有可能推翻他们结果的因素。那时候,研究生哈泼斯总是用一个睡袋睡在实验室地板上,每当温度降到所需的低温,他就打电话通知吴健雄和其他三人,在寒冷的冬夜里,赶到实验室去工作。
到了1月7日,有关李德曼、加文利用π介子衰变成μ粒子再衰变成电子和中微子的实验成功的消息,已开始广为流传,家标准局的局长等高层人员,也都打电话来探询吴健雄的实验结果。
吴健雄在另外一个实验已证实宇称不守恒的巨大压力之下,一点也没有掉以轻心
【打 印】 【来源:读书之家-dushuzhijia.com】