Перегляд вихідного коду сторінки Дослід Ву

[[Файл:Chien-shiung_Wu_(1912-1997)_C.jpg|міні| [[Ву Цзяньсюн|Цзяньсюн Ву]], на честь якої названо дослід Ву, спланувала дослід і очолила групу дослідників, яка 1956 року провела перевірку збереження парності]]
'''Дослід Ву'''&nbsp;— експеримент у галузі [[Фізика елементарних частинок|фізики елементарних частинок]] та [[Ядерна фізика|ядерної фізики]], проведений 1956 року {{Нп|Китайці в США|китайською та американською|en|Chinese Americans}} [[фізик]]инею [[Ву Цзяньсюн|Цзяньсюн Ву]] у співпраці з Лабораторією низьких температур [[Національний інститут стандартів і технології|Національного бюро стандартів США]]<ref name="Wu1957">{{Cite journal|last=Wu|first=C. S.|last2=Ambler|first2=E.|last3=Hayward|first3=R. W.|last4=Hoppes|first4=D. D.|last5=Hudson|first5=R. P.|year=1957|title=Experimental Test of Parity Conservation in Beta Decay|journal=[[Physical Review]]|volume=105|issue=4|pages=1413–1415|bibcode=1957PhRv..105.1413W|doi=10.1103/PhysRev.105.1413|doi-access=free}}</ref><ref name="NIST">{{Cite web|last=|url=https://www.nist.gov/pml/fall-parity/reversal-parity-law-nuclear-physics|title=The Reversal of Parity Law in Nuclear Physics|language=en|website=|publisher=[[Національний інститут стандартів і технології|NIST]]|date=|accessdate=2021-05-10|archivedate=2021-05-13|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210513224826/https://www.nist.gov/pml/fall-parity/reversal-parity-law-nuclear-physics|deadurl=no}}</ref>. Метою досліду було встановити, чи зберігається [[Парність (фізика)|парність]] (''P''-парність<ref>{{Cite web|last=Куцева, Н. В.|url=http://phys.vspu.ac.ru/for%20students/TSOR/Kutseva/glossarij.html|title=Глоссарий|language=ru|website=phys.vspu.ac.ru|publisher=ВГПУ|date=2018|accessdate=2021-04-24}}</ref>), встановлена раніше в [[Електромагнітна взаємодія|електромагнітних]] і [[Сильна взаємодія|сильних]] [[Фундаментальні взаємодії|взаємодіях]], також для [[Слабка взаємодія|слабкої взаємодії]], чи ні. Якщо ''P''-парність була б істинною величиною, що зберігається, то дзеркальна версія світу (де ліве замінюється на праве, а праве&nbsp;— на ліве) поводилася б як дзеркальне відображення справжнього світу. Якщо ж ''P''-парність порушувалася б, можна було б відрізняти дзеркальну версію світу і дзеркальне відображення справжнього світу. Дослід полягав у спостереженні розподілу напрямків вильоту електронів з ядер кобальту-60 при бета-розпаді в умовах дуже [[Фізика низьких температур|низької температури]] і сильного [[Магнітне поле|магнітного поля]]. У ньому виявлено асиметрію розподілу [[Бета-частинки|бета-часток]], що вилітають із джерела [[Радіоактивність|радіації]].

Результати досліду показали, що збереження просторової парності порушується через слабку взаємодію, що дає можливість [[Операційне визначення|операційно визначати]] {{Не перекладено|Егоцентричні координати|ліве й праве|en|Body relative direction}} без прив'язки до макрооб'єктів реального світу. Цей результат не був очікуваним у фізичній спільноті, яка до цього вважала парність {{Не перекладено|Величина, що зберігається|величиною, що зберігається|en|Conserved quantity}}. [[Лі Цзундао|Цзундао Лі]] і [[Чженьнін Янг]], фізики-теоретики, які започаткували ідею незбереження парності і запропонували цей експеримент, отримали за свою теоретичну роботу [[Нобелівська премія з фізики|Нобелівську премію з фізики 1957 року]]. Роль Ву Цзяньсюн у відкритті згадано в нобелівській промові<ref name="nobelPrize1957">{{Cite web|last=Klein|first=O. B.|title=The Nobel Prize in physics in 1957: Award ceremony speech|url=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1957/ceremony-speech/|publisher=The Nobel Foundation|language=en|accessdate=2 жовтня 2018|archivedate=2019-07-06|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190706160638/https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1957/ceremony-speech/|deadurl=no}}</ref>, але її відзначено аж 1978 року, коли їй вперше присудили [[Премія Вольфа|премію Вольфа]].

== Історія ==
{{Multiple image|align=right|direction=vertical|image1=Parity clocks - P-conservation.svg|image2=Parity clocks - P-violation.svg|footer='''Вгорі''': ''P''-симетрія: годинник, побудований у вигляді дзеркального відображення, поводитиметься як дзеркальне відображення оригінального годинника.<br>'''Внизу''': ''P''-асиметрія: годинник, побудований за принципом дзеркального відображення, «не» поводитиметься як дзеркальне відображення оригінального годинника.|footer_align=center|width=160}}1927 року [[Юджин Пол Вігнер|Юджин Вігнер]] формалізував принцип збереження [[Парність (фізика)|парності]] (''P''-парності)<ref>{{Cite journal|last=Wigner|first=E. P.|year=1927|title=Über die Erhaltungssätze in der Quantenmechanik|url=http://www.digizeitschriften.de/dms/img/?PPN=PPN252457811_1927&DMDID=dmdlog30|journal=Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch Physikalische Klasse|volume=1927|pages=375–381|archive-url=https://web.archive.org/web/20200115222719/http://www.digizeitschriften.de/dms/img/?PPN=PPN252457811_1927&DMDID=dmdlog30|archive-date=2020-01-15|access-date=2021-04-19}}: Доступно в {{Cite book
|title=The Collected Works of Eugene Paul Wigner
|year=1993
|editor-last=Wightman
|editor-first=A. S.
|publisher=[[Springer Science+Business Media|Springer]]
|volume=Vol. A
|page=84–90
|doi=10.1007/978-3-662-02781-3_7
|isbn=978-3-642-08154-5
}}</ref>&nbsp;— ідею про те, що справжній світ і світ, побудований як його дзеркальне відображення, будуть поводитися однаково, з тією різницею, що ліве і праве будуть перевернуті (наприклад, годинник, що йде за годинниковою стрілкою, у дзеркальному світі обертатиметься проти годинникової стрілки).

Цей принцип був широко прийнятий фізиками, а збереження ''P''-парності експериментально підтвердили в [[Електромагнітна взаємодія|електромагнітних]] та [[Сильна взаємодія|сильних]] [[Фундаментальні взаємодії|взаємодіях]]. Проте в середині [[1950-ті|1950-х]] років деякі розпади за участю [[Каони|каонів]] не можна було пояснити чинними теоріями, в яких передбачалося, що ''P''-парність зберігається. Здавалося, що існує два типи каонів: один розпадається на два [[піони]], а інший&nbsp;— на три піони. Цей ефект отримав назву [[Тета-тау-парадокс|τ&nbsp;— θ-парадокс]]<ref name="Hudson">{{Cite book
|title=A Century of Excellence in Measurements, Standards, and Technology
|last=Hudson
|first=R. P.
|year=2001
|series=NIST Special Publication 958
|publisher=[[National Institute of Standards and Technology]]
|chapter=Reversal of the Parity Conservation Law in Nuclear Physics
|isbn=978-0849312472
}}</ref><ref name="Куцева">{{Cite web|last=Куцева, Н. В.|url=http://phys.vspu.ac.ru/for%20students/TSOR/Kutseva/CRT-simmetriya.html|title=CPT-симметрия|language=ru|website=phys.vspu.ac.ru|publisher=ВГПУ|date=2018|accessdate=2021-04-23|archivedate=2021-04-23|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210423104513/http://phys.vspu.ac.ru/for%20students/TSOR/Kutseva/CRT-simmetriya.html|deadurl=no}}</ref> .

[[Лі Цзундао|Цзундао Лі]] та [[Чженьнін Янг]] започаткували ідею незбереження парності. Вони [[Огляд літератури|проаналізували літературу]] щодо збереження парності у всіх фундаментальних взаємодіях і дійшли висновку, що в разі слабкої взаємодії експериментальні дані не підтверджують і не спростовують наявності ''P''-симетрії<ref name="LeeYang1956">
{{Cite journal|last=Lee|first=T. D.|year=1956|title=Question of Parity Conservation in Weak Interactions|journal=[[Physical Review]]|volume=104|issue=1|pages=254–258|bibcode=1956PhRv..104..254L|doi=10.1103/PhysRev.104.254}}</ref><ref>{{Книга
|автор = Паули, Вольфганг
|частина = Нарушение зеркальной симметрии в законах атомной физики
|заголовок = Теоретическая физика 20 века
|оригінал = 
|посилання = 
|видання = 
|відповідальний = Гл. ред. Фирц, М.; Вайскопф, В.
|місце = M.
|видавництво = Иностранная литература
|рік = 1962
|сторінки = 377—379
|сторінок = 444
}}</ref>. Невдовзі вони звернулися до Цзяньсюн Ву, експертки зі [[Спектроскопія|спектроскопії]] [[бета-розпад]]у, з різними ідеями для експериментів. Вони зупинилися на ідеї перевірити спрямованість бета-розпаду в [[Кобальт-60|кобальті-60]]. Ву усвідомила потенціал революційного експерименту і, бажаючи випередити решту фізичної спільноти, взялася до роботи наприкінці травня 1956 року, скасувавши заплановану поїздку зі своїм чоловіком до [[Женева|Женеви]] та на [[Далекий Схід]]. Більшість фізиків, включно з її близьким другом [[Вольфганг Паулі|Вольфгангом Паулі]], вважали це за неможливе. Інший відомий вчений, [[Річард Філіпс Фейнман|Річард Фейнман]], [[Парі|побився об заклад]] 10 000 до 1 з фізиком [[Норман Рамзей|Норманом Рамзеєм]] на провал експерименту; дізнавшись про його результати, він домовився на п'ятдесят доларів&nbsp;— суму, яку він пізніше заплатить Рамзею на [[ICHEP|Рочестерській конференції]]{{Sfn|Chiang|2014|сторінки=136—137}}<ref>{{Cite book
|title=Madame Chien-Shiung Wu: The First Lady of Physics Research
|last=Chiang
|first=Tsai-Chien
|year=2014
|publisher=[[World Scientific]]
|isbn=978-981-4374-84-2
}}</ref>.

Ву, щоб провести свій експеримент, довелося зв'язатися з Генрі Бурсом і {{Не перекладено|Марк Земанський|Марком Земанським|en|Mark Zemansky}}, які мали значний досвід у [[Кріотехніка|фізиці низьких температур]]. На прохання Бурса і Земанського Ву зв'язалася з {{Не перекладено|Ернест Амблер|Ернестом Амблером|en|Ernest Ambler}} із [[Національний інститут стандартів і технології|Національного бюро стандартів]] для допомоги в організації експерименту, який мав відбутися 1956 року в Лабораторії низьких температур Національного бюро стандартів<ref name="Hudson"/>. У грудні 1956 року, після кількох місяців роботи та подолання технічних труднощів, команда Ву встановила асиметрію, яка вказує на порушення парності<ref>
{{Cite book
|title=Nishina Memorial Lectures
|url=https://archive.org/details/nishinamemoriall0746unse
|last=Wu
|first=C. S.
|year=2008
|publisher=[[Springer Science+Business Media|Springer]]
|chapter=The Discovery of the Parity Violation in Weak Interactions and Its Recent Developments
|isbn=978-4-431-77055-8
}}</ref>.

Лі та Янга, які ініціювали дослід Ву, за їхню теоретичну працю нагороджено [[Нобелівська премія з фізики|Нобелівською премією з фізики]] 1957 року, невдовзі після проведення експерименту. Роль Ву у відкритті згадано в промові під час вручення премії<ref name="nobelPrize1957"/>. [[Вольфганг Паулі]], Янг, Лі та багато інших учених були обурені таким рішенням [[Нобелівський комітет|Нобелівського комітету]], а лауреат Нобелівської премії 1988 [[Джек Стейнбергер|Джек Штайнбергер]] назвав це найбільшою помилкою в історії Нобелівського комітету{{Sfn|Chiang|2014|сторінки=146}}. 1978 року Ву присуджено першу [[Премія Вольфа|премію Вольфа]]<ref name="wolfprize">{{Cite web|url=http://www.wolffund.org.il/index.php?dir=site&page=winners&cs=381|title=Chien-Shiung Wu Winner of Wolf Prize in Physics - 1978|publisher={{нп|Wolf Foundation}}|language=en|accessdate=2021-05-06|archivedate=2014-09-11|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140911102826/http://www.wolffund.org.il/index.php?dir=site|deadurl=no}}</ref>.

== Теорія ==
Якщо конкретна взаємодія зберігає ''P''-симетрію, це означає, що, якщо поміняти місцями ліве і праве, то взаємодія поводитиметься так само, як і до обміну. Інакше кажучи&nbsp;— можна припустити, що сконструйовано два світи, які відрізняються лише парністю&nbsp;— «реальний» світ і «дзеркальний» світ, де ліве і праве обмінюються місцями. Якщо взаємодія симетрична відносно просторової парності, вона приводить до однакових результатів у обох «світах»<ref name="Wu1957"/>. Метою досліду Ву було визначити, зберігається чи порушується ''P''-парність у слабкій взаємодії, дослідивши напрям руху продуктів розпаду кобальту-60. Якби розпад відбувався у виділеному напрямку, це означало б порушення парності, оскільки, якби слабка взаємодія зберігало парність, то продукти розпаду мали б випускатися рівноймовірно у всіх напрямах. Як писали Ву зі співавторами<ref name="Wu1957"/>:
{{Початок цитати}}
Якщо спостерігається асиметрія у розподілі між θ і 180°−θ (де θ&nbsp;— кут між орієнтацією батьківських ядер та імпульсом електронів), це дає однозначне доведення того, що парність при бета-розпаді не зберігається.{{Oq|en|If an asymmetry in the distribution between ''θ'' and 180°&nbsp;−&nbsp;''θ'' (where ''θ'' is the angle between the orientation of the parent nuclei and the momentum of the electrons) is observed, it provides unequivocal proof that parity is not conserved in beta decay.}}
{{Кінець цитати}}

Причина цього полягає в тому, що ядро кобальту-60 має [[спін]], а спин не змінює свого напрямку при заміні парності, оскільки кутовий момент&nbsp;— це [[Псевдовектор|аксіальний вектор]]. З іншого боку, напрямок, у якому продукти розпаду розлітаються, залежить від парності, оскільки імпульс&nbsp;— це [[Псевдовектор|полярний вектор]]. Іншими словами, якби в «реальному» світі ядерний спін кобальту-60 і розліт продуктів розпаду мали приблизно один напрям, то в «дзеркальному» світі вони мали б приблизно протилежні напрями, тому що напрямок розльоту продуктів розпаду змінився б, а напрямок спіну&nbsp;— ні<ref name="WarwickUniversity">{{Cite web|last=Boyd|first=S.|date=2016-04-20|title=The Weak Interaction|url=https://warwick.ac.uk/fac/sci/physics/staff/academic/boyd/warwick_week/neutrino_physics/weak.pdf|publisher=[[Университет Уорик|Warwick University]]|language=en|accessdate=2021-06-05|archivedate=2019-12-08|archiveurl=https://web.archive.org/web/20191208182753/https://warwick.ac.uk/fac/sci/physics/staff/academic/boyd/warwick_week/neutrino_physics/weak.pdf|deadurl=no}}</ref>.

Це покаже явну відмінність у поведінці слабкої взаємодії в обох «світах», і, отже, слабку взаємодію не можна буде назвати симетричною відносно парності. Єдине, що підтвердило б симетричність слабкої взаємодії за парністю,&nbsp;— якби не було переваги в напрямку розльоту отриманих частинок, тому що тоді зміна напрямку в «дзеркальному» світі не виглядала б інакше, ніж у «реальному» світі, бо там у будь-якому разі була рівна кількість продуктів розпаду, що розлетілися, в обох напямках<ref name="WarwickUniversity"/>.

== Експеримент ==
[[Файл:Wu_experiment_at_Bureau_of_Standards.jpg|міні| Дослід Ву, проведений у «Лабораторії низьких температур» Бюро стандартів (Вашингтон, округ Колумбія), 1956 року. Вертикальна вакуумна камера, що містить кобальт-60, детектори й котушку індуктивності, поміщаються в [[Посудина Дьюара|посудину Дьюара]] перед тим, як вставити у великий електромагніт (на задньому плані), який охолодить радіоізотоп до близької до [[Абсолютний нуль|абсолютного нуля]] температури за рахунок [[Адіабатичне розмагнічування|адіабатного розмагнічування]]<ref name="NIST"/>]]
В експерименті відстежувався розпад [[Кобальт-60|атомів кобальту-60]] (<sup>60</sup>Co), спіни яких вирівняно однорідним магнітним полем (поляризаційним полем), охолоджених майже до [[Абсолютний нуль|абсолютного нуля]], так що теплові флуктуації не порушували вирівнювання спінів<ref name="Wroblewski">{{Cite journal|last=Wroblewski|first=A. K.|year=2008|title=The downfall of parity: The revolution that happened fifty years ago|url=https://inspirehep.net/record/807786/files/v39p0251.pdf|journal=[[Acta Physica Polonica|Acta Physica Polonica B]]|volume=39|issue=2|pages=251—264|bibcode=2008AcPPB..39..251W|archive-url=https://web.archive.org/web/20220125215741/https://inspirehep.net/literature/807786|archive-date=2022-01-25|access-date=2021-04-19}}</ref>. Кобальт-60 є [[Радіонукліди|нестабільним]] [[Ізотопи кобальту|ізотоп кобальту]], який зазнає [[бета-розпад]]у до стабільного ізотопу [[Ізотопи нікелю|нікель-60]] (<sup>60</sup>Ni). Під час цього розпаду один із [[нейтрон]]ів у ядрі кобальту-60 розпадається на [[протон]], випромінюючи [[електрон]] (e<sup>−</sup>) та [[Електронне нейтрино|електронне антинейтрино]] ({{Overline|&nu;}}<sub>e</sub>). Утворене ядро нікелю, проте, перебуває в [[Збуджений стан квантовомеханічної системи|збудженому стані]] і швидко переходить у свій основний стан, випускаючи два кванти [[Гамма-промені|гамма-випромінювання]] (γ). Звідси загальне рівняння ядерної реакції:

: <math>{}^{60}_{27}\text{Co} \rightarrow {}^{60}_{28}\text{Ni} + e^- + \bar{\nu}_e + 2{\gamma}</math>

Гамма-промені&nbsp;— це фотони, тому їх випромінювання ядром нікелю-60 є [[Електромагнітна взаємодія|електромагнітним]] процесом. Це важливо, оскільки відомо, що електромагнітні процеси зберігають парність, тому вони випромінюються приблизно однаково в усіх напрямках, тобто їх розподіл приблизно «ізотропний». Отже, розподіл електронів, що випускаються, можна порівняти з розподілом випромінюваних гамма-променів, щоб установити, чи випускаються вони також ізотропно. Іншими словами, розподіл гамма-променів слугував [[Науковий контроль|контрольним експериментом]] для порівняння з розподілом електронів, що випускаються. Ще одна перевага гамма-променів полягала в знанні ступеня, до якого вони були розподілені ''не'' ідеально рівномірно у всіх напрямках («анізотропії» їх розподілу), і дозволяло визначити ступінь вирівнювання ядерних [[спін]]ів кобальту-60. Якби ядра кобальту-60 взагалі не були вирівняні, то, незалежно від розподілу електронної емісії, експеримент не виявив би анізотропії. Це пов'язано з довільною орієнтацією ядер: у цьому випадку емісія електронів буде випадковою, і експеримент виявить рівну кількість електронів у всіх напрямках, навіть якщо вони випускаються кожним окремим ядром тільки в одному напрямку<ref name="Ambler">{{Cite journal|last=Ambler|first=E.|last2=Grace|first2=M. A.|last3=Halban|first3=H.|last4=Kurti|first4=N.|last5=Durand|first5=H.|last6=Johnson|first6=C. E.|last7=Lemmer|first7=H. R.|year=1953|title=Nuclear polarization of cobalt 60|journal=[[Philosophical Magazine|The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science]]|volume=44|issue=349|pages=216–218|doi=10.1080/14786440208520296}}</ref>.

Потім у досліді підраховувалася швидкість випромінювання гамма-квантів та електронів у двох різних напрямках та порівнювалися їх значення. Ця швидкість вимірювалася як функція часу і з поляризаційним полем, орієнтованим у протилежних напрямках. Якби швидкості підрахунку електронів і гамма-променів не відрізнялися істотно, це свідчило б про збереження ''P''-парності за рахунок слабкої взаємодії. Якщо, однак, швидкості підрахунку істотно відрізняються, то з'являються вагомі докази того, що в слабкій взаємодії ''P''-парність дійсно порушується<ref name="Wu1957"/><ref name="Куцева"/>.

=== Матеріали та методи ===
[[Файл:Wuexperimental_setup_ru.svg|ліворуч|міні| Схема досліду Ву<ref name="NIST"/>]]
Завдання цього експерименту полягала в тому, щоб отримати максимально можливу поляризацію ядер <sup>60</sup>Co. Через дуже малі магнітні моменти ядер, порівняно з електронами, були потрібні сильні магнітні поля за надзвичайно низьких температур, значно нижчих, ніж можна було б досягти тільки охолодженням рідким гелієм. Низьких температур досягнуто методом [[Адіабатичне розмагнічування|адіабатного розмагнічування]]. Радіоактивний кобальт нанесли у вигляді тонкого поверхневого шару на кристал нітрату церію-магнію, [[Парамагнетизм|парамагнітної]] солі з дуже анізотропним [[Множник Ланде|g-фактором Ланде]]<ref name="Wu1957"/><ref name="NIST"/>.

Сіль намагнічувалася вздовж осі, що має більший [[g-фактор]], а температура знижувалася до 1,2&nbsp;[[Кельвін|К]] відкачуванням пари гелію до низького тиску. Вимкнення горизонтального магнітного поля спричиняло зниження температури приблизно до 0,003&nbsp;K. Горизонтальний магніт був відкритим, даючи місце вертикальному [[соленоїд]]у, який можна було ввести й увімкнути, щоб вирівняти магнітні моменти ядер кобальту, спрямовані вгору або вниз<ref name="NIST"/>. Магнітне поле соленоїда лише трохи підвищувало температуру, оскільки його магнітне поле було зорієнтоване в напрямку низького g-фактора. Цей метод досягнення високої поляризації ядер <sup>60</sup>Co винайшли {{Нп|Корнеліс Якобус Ґортер|Ґортер|en|Cornelis Jacobus Gorter}}<ref name="Gorter1948">{{Cite journal|last=Gorter|first=C. J.|year=1948|title=A New Suggestion for Aligning Certain Atomic Nuclei|journal={{нп|Physica (журнал)|Physica||Physica (journal)}}|volume=14|issue=8|bibcode=1948Phy….14..504G|doi=10.1016/0031-8914(48)90004-4}}</ref> і Роуз<ref name="Rose1949">{{Cite journal|last=Rose|first=M. E.|year=1949|title=On the Production of Nuclear Polarization|journal=[[Physical Review]]|volume=75|issue=1|bibcode=1949PhRv...75Q.213R|doi=10.1103/PhysRev.75.213}}</ref>.

Детектування гамма-променів контролювалося за допомогою екваторіальних та полярних лічильників, які використовують для вимірювання поляризації. Протягом наступних 15 хвилин, у міру того, як кристал нагрівався і зникала [[анізотропія]], безперервно відстежували поляризацію гамма-випромінювання. Аналогічно, в процесі розігріву безперервно відстежували бета-випромінювання<ref name="Wu1957"/>.

=== Отримані результати ===
[[Файл:Parity_transformation.png|міні| Результат досліду Ву, в якому атом кобальту з вектором спіну ''j'' випускає електрон ''e'']]
У досліді, який провела Ву, спостерігалася анізотропія гамма-випромінювання, а також анізотропія бета-випромінювання до моменту розігріву системи (близько 6 хвилин), коли обидві анізотропії зникали. Якби при бета-розпаді парність зберігалася, то електрони, що випускаються, не мали б переважного напрямку розпаду відносно орієнтації ядерного спіну, і асиметрія щодо напрямку розльоту була б близькою до її значення для гамма-променів. Однак Ву зауважила, що електрони випускалися в напрямку, переважно протилежному до напрямку випромінювання гамма-променів, з асиметрією, значно більшою, ніж значення анізотропії гамма-променів. Тобто, більшість електронів мали дуже специфічний напрямок розльоту, прямо протилежний напрямку ядерного спіну<ref name="Wu1962">{{Книга
|автор = Ву, Цзянь-Сюн
|частина = Нейтрино
|заголовок = Теоретическая физика 20 века
|оригінал = 
|посилання = 
|видання = 
|відповідальний = Гл. ред. Фирц, М.; Вайскопф, В.
|місце = M.
|видавництво = Иностранная литература
|рік = 1962
|том = 
|сторінки = 306—310
|сторінок = 444
|ISBN = 
}}</ref>. Спостережувана електронна асиметрія також не змінювала знаку при зміні поляризаційного поля на протилежне, що означає, що асиметрія не була викликаною [[Залишкова намагніченість|залишковою намагніченістю]] зразків. Пізніше встановлено, що порушення парності було максимальним<ref name="Hudson"/><ref>{{Cite journal|last=Ziino|first=G.|year=2006|title=New Electroweak Formulation Fundamentally Accounting for the Effect Known as «Maximal Parity-Violation»|journal={{нп|International Journal of Theoretical Physics}}|publisher=[[Springer Science+Business Media|Springer]]|volume=45|issue=11|pages=1993—2050|bibcode=2006IJTP…45.1993Z|doi=10.1007/s10773-006-9168-2}}</ref>.

Результати дуже здивували фізичну спільноту. Потім кілька дослідників спробували відтворити результати групи Ву<ref name="Garwin1957">{{Cite journal|last=Garwin|first=R. L.|last2=Lederman|first2=L. M.|last3=Weinrich|first3=M.|year=1957|title=Observations of the failure of conservation of parity and charge conjugation in meson decays: the magnetic moment of the free muon|url=http://www.fas.org/rlg/021557%20Garwin-Lederman-Weinrich.pdf|journal=[[Physical Review]]|volume=105|issue=4|pages=1415–1417|bibcode=1957PhRv..105.1415G|doi=10.1103/PhysRev.105.1415|archive-url=https://web.archive.org/web/20210420071803/https://fas.org/rlg/021557%20Garwin-Lederman-Weinrich.pdf|archive-date=2021-04-20|access-date=2021-04-19|doi-access=free}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Ambler|first=E.|last2=Hayward|first2=R. W.|last3=Hoppes|first3=D. D.|last4=Hudson|first4=R. P.|last5=Wu|first5=C. S.|year=1957|title=Further Experiments on Decay of Polarized Nuclei|url=http://puhep1.princeton.edu/~kirkmcd/examples/EP/ambler_pr_106_1361_57.pdf|journal=[[Physical Review]]|volume=106|issue=6|pages=1361–1363|bibcode=1957PhRv..106.1361A|doi=10.1103/PhysRev.106.1361|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203040203/http://puhep1.princeton.edu/~kirkmcd/examples/EP/ambler_pr_106_1361_57.pdf|archive-date=2013-12-03|access-date=2021-04-19}}</ref>, тоді як інші відреагували на результати з недовірою. [[Вольфганг Паулі]], отримавши повідомлення від {{Нп|Жорж Теммер|Жоржа М. Теммера|de|Georges Maxime Temmer}}, який також працював у Національному бюро стандартів, що збереження парності більше не можна вважати істинним у всіх випадках, вигукнув: «Це повна нісенітниця!». Теммер запевнив його, що це підтверджено експериментом, на що Паулі коротко відповів: «Тоді це потрібно повторити!»<ref name="Hudson"/>. До кінця 1957 року подальші дослідження підтвердили початкові результати групи Ву, і порушення ''P''-парності було твердо встановлено<ref name="Garwin1957" />.

== Механізм та наслідки ==
[[Файл:Beta_Negative_Decay.svg|праворуч|міні|200x200пкс| [[Діаграма Фейнмана]] для {{SubatomicParticle|Beta-}}-розпаду [[нейтрон]]а на [[протон]], [[електрон]] та [[Електронне нейтрино|електронне антинейтрино]] через проміжний [[W- і Z-бозони|{{SubatomicParticle|W boson-}}-бозон]]]]
Результати досліду Ву дозволяють [[Операційне визначення|операційно визначити]] поняття лівого та правого. Цю відмінність закладено в природі [[Слабка взаємодія|слабкої взаємодії]]. Раніше, якби вчені на Землі спілкувалися зі вченими на нещодавно відкритій планеті, і вони ніколи не зустрічалися б особисто, кожна група не могла б однозначно визначити лівий та правий боки іншої групи. За допомогою експерименту Ву можна повідомити іншій групі, що слова «лівий» і «правий» визначені точно і недвозначно. Експеримент Ву нарешті вирішив {{iw|Проблема Озми|проблему Озми||Ozma problem}}, яка полягає в тому, щоб дати однозначне визначення лівого та правого з наукового погляду<ref name="Gardner2005">{{Cite book
|url=https://archive.org/details/newambidextrousu00mart/page/215
|title=The New Ambidextrous Universe: Symmetry and Asymmetry from Mirror Reflections to Superstrings
|last=Gardner
|first=M.
|year=2005
|page=215–218
|isbn=978-0-486-44244-0
}}</ref>.

На [[Фундаментальна частинка|фундаментальному]] рівні (як показано на [[Діаграма Фейнмана|діаграмі Фейнмана]] праворуч) бета-розпад викликається перетворенням від'ємно заряджених ({{Nobr|−{{sfrac|1|3}} [[Елементарний електричний заряд|e]]}}) кварків шляхом W-бозона з подальшим розпадом його на електрон та антинейтрино:

: {{SubatomicParticle|down quark}} → {{SubatomicParticle|up quark}} + e<sup>−</sup> +{{SubatomicParticle|Electron Antineutrino}}.

Кварк має [[Хіральність (фізика)|ліву]] (від'ємна [[Хіральність (фізика)|хіральність]]) і [[Хіральність (фізика)|праву]] (додатна хіральність) частини. Коли він рухається у просторі-часі, він коливається між цими станами, переходячи від правої частини до лівої, і навпаки. З аналізу демонстрації порушення ''P''-парності в досліді Ву можна дійти висновку, що лише ліві нижні кварки розпадаються, а в слабку взаємодію залучені лише ліві кварки і лептони (або праві антикварки і антилептони). Праві частинки просто не беруть участі в слабкій взаємодії. Якби нижній кварк не мав маси, він би не коливався, а його правий стан був би сам собою досить стабільним. Проте, оскільки нижній кварк масивний, він коливається і розпадається<ref name="LedermanHill2013">{{Cite book
|url=https://archive.org/details/beyondgodparticl0000lede
|title=Beyond the God Particle
|last=Lederman
|first=L. M.
|last2=Hill
|first2=C. T.
|year=2013
|publisher={{нп|Prometheus Books}}
|page=[https://archive.org/details/beyondgodparticl0000lede/page/125 125]–126
|isbn=978-1-61614-802-7
}}</ref>.

В цілому, оскільки <math>J_\text{Co}^P=5^{+}</math> (в [[Атомна система одиниць|атомних одиницях]] <math>\hbar =1</math>, ''P''&nbsp;— позначає парність), то сильне магнітне поле вертикально поляризує ядра {{Нуклід|Co|60}} так, що <math>J_{z,\text{Co}}^{P}=J_{\text{Co}}^{P}=5^{+}</math>. Оскільки <math>J_\text{Ni}^{P}=4^{+}</math> і розпад зберігає [[Момент імпульсу|кутовий момент]], то з <math>J_{z,\text{Co}}^{P}=J_{z,\text{Ni}}^{P} + J_{z,e^-}^{P} + J_{z,\bar{\nu}}^{P}=5^{+}</math> випливає, що <math>J_{z,e^-}^{P}=J_{z,\nu}^{P}=1/2^{+}</math><ref>{{Книга
|автор = Greiner, Walter; Müller, Berndt
|частина = 
|заголовок = Калибровочная теория слабых взаимодействий
|оригінал = Gauge Theory of Weak Interactions
|посилання = 
|видання = 4ed
|відповідальний = 
|місце = 
|видавництво = Springer Science+Business Media
|рік = 2009
|том = 
|сторінки = 11
|сторінок = 418
|ISBN = 3540878424
|doi = 10.1007/978-3-540-87843-8
|ref = Greiner & Müller
}}</ref>. Таким чином, концентрація [[Бета-частинки|бета-променів]] у від'ємному напрямку ''z'' вказала на появу лівих кварків та електронів. Із таких експериментів, як дослід Ву та {{Нп|дослід Ґольдгабера|3=de|4=Goldhaber-Experiment}}, було показано, що безмасові нейтрино мають бути лівими, а безмасові антинейтрино мають бути правими{{Sfn|Greiner & Müller|2009|с=15}}. Оскільки зараз відомо, що нейтрино мають невелику масу, було висловлено припущення, що можуть також існувати праві нейтрино і ліві антинейтрино. Ці нейтрино не взаємодіятимуть з [[Стандартна модель|лагранжіаном слабкої взаємодії]] і братимуть участь лише в гравітаційній взаємодії, можливо, утворюючи частину [[Темна матерія|темної матерії]] у Всесвіті<ref name="RHNeutrinosReview">
{{Cite journal|last=Drewes|first=M.|year=2013|title=The Phenomenology of Right Handed Neutrinos|journal={{нп|International Journal of Modern Physics E}}|publisher=[[World Scientific]]|volume=22|issue=8|pages=1330019–593|arxiv=1303.6912|bibcode=2013IJMPE..2230019D|doi=10.1142/S0218301313300191|issn=1793-6608}}</ref>.

== Вплив ==
Відкриття Ву заклало основу для розробки [[Стандартна модель|стандартної моделі]], оскільки модель ґрунтувалася на ідеї симетрії частинок, сил і того, як частинки іноді можуть порушувати цю симетрію<ref>{{Cite web|last=Cho|first=Adrian|title=Postage stamp to honor female physicist who many say should have won the Nobel Prize|url=https://www.sciencemag.org/news/2021/02/postage-stamp-honor-female-physicist-who-many-say-should-have-won-nobel-prize|lang=en|date=2021-02-05|access-date=2021-02-01|archive-date=2021-02-05|archive-url=https://web.archive.org/web/20210205233531/https://www.sciencemag.org/news/2021/02/postage-stamp-honor-female-physicist-who-many-say-should-have-won-nobel-prize|deadlink=no}}</ref>{{Sfn|Chiang|2014|с=142}}. Широке висвітлення цього відкриття спонукало першовідкривача атомного розпаду [[Отто Роберт Фріш|Отто Роберта Фріша]] згадати, що люди в Прінстоні часто казали, що відкриття Ву було найзначнішим із часів [[Експеримент Майкельсона — Морлі|досліду Майкельсона]], який надихнув Ейнштейна на створення [[Теорія відносності|теорії відносності]]<ref name=Gardner />, тоді як американська асоціація [[Американська асоціація жінок з вищою освітою|AAUW]] назвала це відкриття розв'язком найбільшої загадки ядерної фізики<ref>{{Cite web|url=https://www.aauw.org/resources/faces-of-aauw/chien-shiung-wu-overlooked-for-nobel-prize/|title=Chien-Shiung Wu Overlooked for Nobel Prize|lang=en|access-date=2021-04-19|archive-date=2021-04-19|archive-url=https://web.archive.org/web/20210419123341/https://www.aauw.org/resources/faces-of-aauw/chien-shiung-wu-overlooked-for-nobel-prize/|deadlink=no}}</ref>. Крім демонстрації характеристики, що відрізняє слабку взаємодію від трьох інших фундаментальних сил взаємодії, подальші дослідження зрештою привели до загального [[порушення CP-інваріантності]] або порушення симетрії зарядового спряження<ref>{{Cite web|url=https://diversity.lbl.gov/2015/05/19/chien-shiung-wu-physicist-who-helped-change-the-world/|title=Chien-Shiung Wu, Physicist Who Helped Change The World|lang=en|date=2015-05-19|access-date=2021-04-19|archive-date=2019-07-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20190721073352/https://diversity.lbl.gov/2015/05/19/chien-shiung-wu-physicist-who-helped-change-the-world/|deadlink=no}}</ref>. Це порушення означало, що дослідники могли відрізнити матерію від антиматерії і знайти розв'язок, який пояснив би, чому Всесвіт заповнений тільки матерією, а не антиматерією<ref>{{Cite web|url=https://home.cern/science/physics/antimatter|title=Antimatter|lang=en|date=2021-03-01|access-date=2021-04-19|archive-date=2018-09-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20180911042958/https://home.cern/topics/antimatter|deadlink=no}}</ref>. Це пов'язано з тим, що відсутність симетрії дала б можливість існування [[Баріонна асиметрія Всесвіту|дисбалансу матерії та антиматерії]], який дозволив би матерії існувати нині через [[Великий вибух]]<ref>{{Cite web|last=Sutton|first=Christine|title=CP violation|url=https://www.britannica.com/science/CP-violation|lang=en|date=1998-07-20|access-date=2021-04-19|archive-date=2021-04-19|archive-url=https://web.archive.org/web/20210419191348/https://www.britannica.com/science/CP-violation|deadlink=no}}</ref>. 1957 року Лі та Янга, на знак визнання їхньої теоретичної роботи, відзначено [[Нобелівська премія з фізики|Нобелівської премії з фізики]]<ref>{{Cite web|url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1957/|title=The Nobel Prize in Physics 1957|publisher=[[Фонд Нобеля|The Nobel Foundation]]|lang=en|access-date=2021-05-06|archive-date=2018-03-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20180307151308/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1957/|deadlink=no}}</ref>. Нобелівський лауреат [[Абдус Салам]] пожартував, запитав колеги-літературознавця<ref name=Gardner>{{cite book |last=Gardner |first=Martin |date=2005-06-24 |title=The New Ambidextrous Universe: Symmetry and Asymmetry from Mirror Reflections to Superstrings |url=https://books.google.com.ph/books?id=kdLG_a8cPPUC&pg |publisher=[[Dover Publications|Courier Corporation]] |page=217—218 |allpages=401 |isbn=9780486442440 |accessdate=2023-02-23 |archive-date=2021-05-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210506154244/https://books.google.com.ph/books?id=kdLG_a8cPPUC&pg }}</ref>:
{{Початок цитати}}…чи якийсь античний письменник розглядав гігантів лише з лівим оком. Той зізнався, що однооких гігантів описано, і надав мені їх повний список; але вони завжди [як [[циклоп]]и <..>] хизуються своїм самотнім оком посередині чола. Ми виявили, що світ&nbsp;— це слабкий гігант із лівим оком.{{Oq|en|If any classical writer had ever considered giants with only the left eye. He confessed that one-eyed giants have been described and supplied me with a full list of them; but they always [like Cyclops <..>] sport their solitary eye in the middle of the forehead. What we have found is that space is a weak left-eyed giant.}}
{{Кінець цитати}}

== Примітки ==
{{Reflist}}
{{Бібліоінформація}}
[[Категорія:Електрослабка взаємодія]]
[[Категорія:Фізичні експерименти]]
[[Категорія:1956 у науці]]