——金宏
日本化费10个亿 美元制造捕捉中微子的设施,只能在地下1500米,用了34个月时间才捕捉到一个中微子。一年才捉到7个。
1个中微子的身价达亿美元,而且它还随时准备逃跑。
而我们左旋手表却时时与左旋能量交流,时刻受到左旋光子的关照,因此其功用其价值是不言而喻的。
《物理之谜》
杨宗书 编
文汇出版社出版发行
(上海市虎丘路50号)
书号7455.51
这次轮到一个叫翁纳斯的荷兰莱登大学教授来一展宏图了。他花了十年时间在莱登物理实验所建立了巨型液化氧、氮、空气的工厂,又在实验所建立了训练技工的学校,为向低温进军作了充分准备。1908年7月9日实验开始,10日下午4时20分氦气循环开始,至7时半,最后几滴液态氢即将耗尽,仍未发现氦液化的迹象。失望之时,旁观的一位教授提出,或许氦已经液化。经用灯从器皿下端一照,果然液面出现了,中央器皿中几乎已积满了液态氦。另一教授还发现液面新月面与玻璃壁接触处界限模糊,与液态氢和液态空气的情况大不相同,可惜当时并不知道这就是超流动性的一种表现。自然界中最后一种未被液化的气体终于液化了,实验中温度已低达4.2K。后来,翁纳斯又获得0.7K的低温。
——摘自《物理之谜》第42页[热学篇]“能否达到绝对零度?”
杨宗书 编
《物理之谜》目录
[力学篇]
鸡毛与石块哪个落得更快?
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伽利略错了吗?
惯性质量与引力质量究竟是否相等?
引力在减弱吗?
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引力常数会变吗?
这些物理常数说明了什么?
摩擦力的本质是什么?
金属疲劳是怎么一回事?
形状记忆合金的奥秘何在?
“铁浆糊”的胶接机理是什么?
莫特模型之争何时休?
次声怎样导致鲸鱼自杀?
湍湍的形成机理是什么?
[热学篇]
孤粒子是何玩意儿?
谁能揭开姆潘巴问题的奥秘?
运动物体的温度会改变吗?
能否达到绝对零度?
超导现象的微观机理是什么?
[磁学篇]
地磁场是怎样形成的?
地磁场不断变化的原因何在?
地磁场怎样影响着生物界?
有没有磁单极子?
“黑道凶日”一定是封建迷信之说吗?
极低频电磁场是致癌因素吗?
什么是微波的“非热效应”?
耳朵何以能认字?
[光学篇]
地光是怎样形成的?
奇异的光盘是什么怪物?
伽利略剽窃了凯瑟琳的研究成果吗?
极光之源在哪里?
航天飞机外为什么出现神秘的光?
[综合篇]
飞碟究竟是什么?
是外星人发来的电波吗?
闪电是怎么形成的?
球形闪电的机理是什么?
恒星是怎样形成的?
顿古斯大爆炸是陨石引起的吗?
南极上空的洞是怎么出现的?
大气中的二氧化碳有何物理效应?
[近代物理篇]
广义相对论会不会变成“明日黄花”?
引力子啊,你在何方?
有没有引力波?
下落不明的物质在哪里?
宇宙的尽头在哪里?
真有过大爆炸吗?
黑洞是怎么一回事?
何时揭开类星体上的神秘面纱?
光子学的范畴到底是什么?
光是粒子还是波?
能不能超光速?
物质颜色何处来?
以太究竟是否存在?
微观世界全同粒子不可区别吗?
时间箭头之谜何时解开?
EPR之谜是怎么回事?
超重元素岛在哪里?
原子核内部结构究竟是怎样的?
基本粒子究竟是什么?
质子是“长生不老”的吗?
中微子有没有质量?
奇异的正电子峰的源头何在?
分数电荷是否客观存在?
Л介子还有什么用武之地?
U子为什么如此神秘莫测?
何时能揭开轻子之谜?
夸克是物质分割的极限吗?
夸克何时能解除“禁闭”?
到底有没有奇异物质?
夸克和轻子之间存在内在联系吗?
黑格斯粒子,君在何处?
超弦究竟有没有?
胶子的面纱何时能揭开?
分立对称性失效的原因何在?
上帝是“左撇子”吗?
反物质在哪里?
有没有反世界?
快子是“子虚乌有”有吗?
太阳能的来源是什么?
存在弱作用巨粒子吗?
可控轻核聚变能否实现?
受控热核反应的点火条件能否达到?
<上帝是“左撇子”吗?>
守恒律是物理学中最重要的定律。学过高中物理教本的人都知道很多守恒律,如物质守恒、能量守恒、电荷守恒等等。在物理学中还有一条守恒律,叫做宇称守恒律。那么,什么是宇称守恒律呢?
所谓的宇称守恒就是指物理规律在空间反演(如镜象)下完全不变,我们可以举一个例子,如图:左边的钟是右边的钟的镜象,右边的钟以顺时针方向旋转,左边的钟则以逆时针方向旋转,但两个钟的快慢却是一致的。这就是说,物理规律是左右对称的,这就是宇称守恒定律。
宇称守恒定律于1926年被发现后,一直被视为神圣不可动摇的定律,然而这一金科玉律却被1953年出现的“θ—τ之谜”所打破。为了弄清什么是“θ—τ之谜”,我们先得说明一下。按照现在物理学理论,每个基本粒子都有确定的宇称,或奇或偶。宇称守恒定律要求在基本粒子相互作用过程中,反应粒子的宇称与生成粒子的宇称必须具有相同的奇偶必性,然而“θ—τ之谜”却违背了这一定律。
1953年,美国的达里兹和法布里发现,在弱相互作用衰变时,似乎有两种不同类型的K介子。一种叫θ介子,它衰变为两个π介子,由于π介子具有奇宇称,因而θ介子应具有偶宇称;另一种被称作τ介子的K介子则衰变为三个π介子,因而τ介子宇称为奇。然而精密的测量表明,θ介子和τ介子具有相同的质量、电荷和寿命,似乎应为同一种粒子,但如果θ介子和τ介子是同一种粒子,则必须破坏宇称守恒,这在当时是不可想象的。物理学家被这恼人的“θ—τ之谜”弄得狼狈不堪。
1956年,这一“θ—τ之谜”被两位年轻的著名物理学家李政道和杨振宁解破。他们两人在检查了所有的粒子反演过程后指出,迄今为止在涉及强相互作用的粒子反演过程中,宇称是守恒的,但在弱相互作用中,宇称守恒定律从来没有得到检验过。于是两人大胆地断言,弱相互作用中宇称不守恒,θ和τ属于同一介子。这一结论震惊了物理学界,许多人表示不相信。大物理学家泡利断言:“我不相信上帝是一个软弱的左撇子,我已经准备好下一笔大赌注,我敢打赌实验将获得对称的结论。”不知泡利是否真的打了赌没有,如果他打赌的话,则注定是要失败的,因为另一位著名物理学吴健雄以无可争辩的实验事实证明了弱相互作用中宇称不守恒的结论。
为什么宇称守恒会在弱相互作用中遭到破坏呢?难道说上帝本质上是个软弱的左撇子而当他想强烈地表现自己时,却又装模作样地变得不偏不倚了吗?这一问题使物理学家大伤脑筋,不久,更令他们头痛的事发生了:时间也不再具有对称性了。
宇称不守恒发现后,人们证明了一条CPT反演联合守恒的定律。这里C指电荷,P指宇称,T指时间,人们相信,尽管P反演不守恒,但时间T反演还是守恒的,因而CP联合反演也是守恒的。然而美国的菲奇和克罗宁等人于1963年在中性长寿命K’衰变中失去了记忆,更使物理学家惊奇的是,T反演不守恒仅在K’衰变事例中找得到,而且不守恒量
仅仅只有千分之一的数量级。如何解释上述现象,物理学家至今还没有得到答案。(胡小敏)