Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 9 - Högeratomer och vänsteratomer, av Tor Ragnar Gerholm
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
(motsols—uppåt). Partiklarna p och q skulle
sålunda lyda olika naturlagar, vilket strider
mot paritetsprincipen.
Om man alltså experimentellt påvisar att
partikeln p emitterar mer elektroner uppåt än
nedåt har man ett nödvändigt och tillräckligt
bevis för att paritetslagen icke gäller. I
uppsatsen "Question of parity conservation in
weak interactions" (Phys. Rev. okt. 1956)
föreslog teoretikerna Lee och Yang just detta
experiment.
Experimenten
Columbia-universitets experimentalfysiker
angrep problemet från två olika
utgångspunkter. En forskargrupp bestående av R Garwin,
L Lederman och M Weinrich påvisade genom
ett ytterst elegant experiment att
paritetsprincipen icke gäller vid cr-mesonens sönderfall.
Apparaturen är tyvärr alltför komplicerad för
att här kunna beskrivas. Bara den andra
gruppens arbete, vilket nära ansluter sig till den
tidigare diskussionen, skall därför skildras.
Gruppen bestod av kärnspektroskopisten mrs
C S Wu (Columbia) jämte
lågtemperaturfysi-kerna A Ambler, R W Hayward, D D Hoppes
och R P Hudson (samtliga från National
Bu-reau of Standards). Wu och hennes
medarbetare använde för sitt experiment isotopen
kobolt 60, som sönderfaller radioaktivt genom
att skicka ut elektroner (/^-sönderfall). Genom
att kyla ner det radioaktiva preparatet till
endast någon hundradels grad över den
absoluta nollpunkten (—273°C) lyckades de
praktiskt taget helt avlägsna den oordnade
värmerörelsen i provet. Vid denna temperatur
är nämligen t.o.m. atomkärnorna djupfrysta.
För att hindra provets alltför snabba
uppvärmning förvarades preparatet i ett ytterst
väl värmeisolerat kärl, i princip en
termosflaska. I denna infördes nu också en detektor,
som registrerade de vid det radioaktiva
sönderfallet utskickade elektronerna. Detektorn
placerades på lämpligt avstånd rakt över
koboltpreparatet.
Med ett svagt yttre magnetfält kunde man
vrida in de roterande atomkärnorna, ungefär
som små kompassnålar i en viss riktning t.ex.
uppåt enligt tidigare given definition. Genom
att kasta 0111 magnetfältets riktning kunde man
i stället få atomkärnorna att peka nedåt.
Gäller paritetslagen, skulle detektorn i båda fallen
visa lika stark strålning. Man observerade
emellertid att räknehastigheten, dvs. antalet
per tidsenhet registrerade elektroner, var
väsentligt större när atomkärnorna var
orienterade nedåt, dvs. i riktning från detektorn, än
när de pekade uppåt mot detektorn.
Paritetslagen gäller alltså inte vid /^-sönderfall.
Till följd av värmeledningen från
omgivningen och också på grund av den vid det
radioaktiva sönderfallet utvecklade energin tinade
provet snabbt upp, orienteringen suddades ut
av värmerörelsen och redan efter några
minuter hade räknehastigheten antagit ett värde,
som låg mitt emellan maximivärdet (riktning
nedåt) och minimivärdet (riktning uppåt).
Konsekvenser
Orsaken till att Lee och Yang började tvivla på
paritetslagen var "6† — r+-mysteriet"; &+ och
r+ betecknar två tunga mesoner, dvs. ett slags
instabila elementarpartiklar vilka
förekommer bl.a. i den kosmiska strålningen.
Partiklarna upptäcktes först 1952—1953, men
man har redan hunnit bestämma deras
egenskaper med ganska god noggrannhet. Det har
därvid visat sig att de två partiklarna har
samma massa och samma livslängd. Det vore
naturligt att anta att 0+ och r+ i själva verket
är samma partikel, men detta visar sig strida
mot paritetsprincipen. Så fast förankrad var
denna princip i fysikernas föreställning att
ingen vågade ifrågasätta att 0 + —
^-förhållandet bevisade att paritetslagen inte gäller.
Lee och Yang företog då en inventering av
samtliga experimentella data för att utröna
huruvida paritetslagen verkligen kunde sägas
vara experimentellt bevisad och fann därvid
till sin överraskning att av alla fysikaliska
experiment som dittills utförts inget kunde
sägas stå i direkt strid mot antagandet att
paritetslagen inte gällde.
För den teoretiska kärnfysikens utveckling är
Columbia-fysikernas resultat av en
utomordentligt stor betydelse. Det kommer med all
sannolikhet att visa sig att paritetslagens supremati
på ett ödesdigert sätt hämmat teorins
utveckling. Speciellt betydelsefull kommer
upptäckten att bli för förståelsen av kärnkrafterna.
Atomenergin, som på ett decennium vuxit upp
som en av vår tids största industrier, är ett
exempel på vad dessa krafter förmår i
praktiken. Hittills har emellertid kärnkrafterna
trotsat alla försök till teoretisk förklaring,
trots oerhörda ansträngningar över hela
världen. Kanske kommer Lee och Yangs insats att
beteckna en vändpunkt härvidlag. Några
omedelbara praktiska konsekvenser kommer dock
upptäckten helt visst inte att få.
Till sist skall en intressant synpunkt beröras.
Columbia-experimenten visar att naturen
skiljer på "högeratomer" och "vänsteratomer". I
vår del av universum dominerar den ena typen,
vilken är en ren definitionsfråga. Vill man
bibehålla höger—-vänstersymmetrin för
universum i dess helhet tvingas man anta att i
något avlägset hörn av världsalltet existerar
en vår "spegelvärld".
Dessa spekulationer är ju mycket analoga
med de som nyligen förts om antiprotonerna
(negativt laddade protoner). Som bekant har
det helt nyligen lyckats att framställa
anti-protoner i laboratoriet. Kommer det att visa
sig möjligt att också framställa spegelprotoner?
Och vad kommer att inträffa när dessa
spegel-protoner konfronteras med vanliga protoner?
Dessa och liknande frågor är för närvarande
föremål för spekulationer bland fysikerna
över hela världen.
TEKNISK TIDSKRIFT 1957 jf!5
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
