查看全文
杨李两人找到她之后，吴教授仔细研究了他们的想法和方案后立即决定放弃自己的假期和会议来进行这个实验，于是物理学上又一次跨时代的进步即将开始。
杨、李认为要验证宇称问题，最好的办法就是找到一种放射性的粒子，然后把它们弄成不同的自旋方向，让它们互为镜像，然后再观察不同自旋方向的放射粒子在衰变的时候发射衰变射线的情况会不会违背镜像原理即可验证宇称问题了，这就是他们构想出来的第一套实验方案。
吴健雄根据他们的方案，决定选择使用钴 60 元素作为放射源。
钴 60 会经过两步衰变成镍元素的过程中会放射出一份电子、一份中微子和两份伽马射线，其中的发射出的电子正好用来进行观察，一份几十毫克钴 60 的样品一秒钟就可以发射数以万计的电子，这是一种非常好的放射源。
钴 60 的衰变公式
那么，β放射源找好以后下一步就是要制造出自旋不同的稳定的钴原子了，这是最困难的地方。
为了得到稳定的原子，吴健雄想尽了办法，最后她终于找到人帮忙，利用了美国国家标准局的超低温装置，将钴元素冷冻到接近绝对零度的温度下（0.003 开尔文）从而制备出了稳定的接近静态的钴原子。
吴健雄再利用螺线管制造出强磁场把两份钴原子调制成不同的自旋方向，从而得到互为镜像状态的钴原子，然后就可以观察统计它们衰变过程中，在不同方向上发射出的电子数量有没有什么区别了。
钴 60 衰变的镜像实验
吴教授统计了钴原子自旋的轴向方向上发射出的电子数量，她把逆时针自旋的钴原子轴向上向下发射的电子数量记录为 �1 ，向上发射的电子数量记录为 �2 ，然后把顺时针自旋的钴原子向上发射的电子数量记录为 �2′ ，向下发射的电子数量记录为 �1′ 。
那这四个数量应该是什么关系呢？
首先根据空间旋转对称性我们可以知道，如果把逆时针的钴原子的轴线旋转 180 度就可以变成顺时针的状态，那么根据旋转对称性，很显然， �2 就变成了 �1′ ， �1 就变成了 �2′ ，所以 �2 肯定要等于 �1′ ， �1 也肯定要等于 �2′ 。
那么如果再根据宇称对称的话，这两个原子现在已经互为镜像关系，所以 �2 又要等于 �2′ ， �1 又要等于 �1′ 。
所以如果两个对称性都成立的话，就有下面两组等式，所以这四个数量都应该全部相等，四个方向上发射的电子数量应该完全一样才对。
但吴健雄精心的测量了一下这四个数值，发现并不相等，于是这就很清楚的证明两条等式之中必定有某条是不成立的。
更进一步的测量结果是，旋转对称中的两个等式是成立的，但是镜像对称的等式不成立。
这说明钴原子在