Телескоп во льдах. Как на Южном полюсе рождалась новая астрономия. Марк Боуэн
качеством, которое впоследствии было названо странностью. Два из этих странных существ, тета (θ) и тау (τ), казались практически одинаковыми – у них были идентичные значения массы, спина и срока жизни, – но разница заключалась в том, что тета распадалась на два пиона, а тау – на три. «Физики были бы счастливы считать тету и тау идентичными»152, пишет Бернстайн, однако это привело бы к нарушению принципа сохранения четности, то есть закона, «который нельзя было перекраивать по своему усмотрению»153.
Ли и Янг были очень энергичны в своей деятельности154. Когда их захватывала какая-то идея, они могли обсуждать ее по-китайски целыми днями напролет – причем, по словам их коллег, делали это довольно громко. Время от времени они прерывали свою дискуссию, расходились по разным углам, и каждый погружался в свои вычисления. Затем они вновь встречались и продолжали обсуждение. Однажды, во время беседы в бродвейском ресторане на Манхэттене, напротив Колумбийского университета, они поняли, что для разрешения загадки тета- и тау-частиц им нужно изучить все когда-либо проведенные эксперименты со слабым взаимодействием и посмотреть, что говорят их результаты о сохранении четности. Занявшись этим, Ли и Янг обнаружили, что ни один из экспериментов не занимался тестированием закона как такового. Через восемь дней после того, как Кован и Рейнес отправили свою триумфальную телеграмму Вольфгангу Паули, Ли и Янг представили в уважаемый американский журнал Physical Review свою статью, в которой предположили, что
один из способов разрешения проблемы с тета – тау состоит в следующем: мы можем предположить, что четность не сохраняется достаточно жестким образом и, соответственно, тета и тау предоставляют собой два различных вида распада одной и той же частицы, иными словами, зеркально отображают друг друга155.
Отметив, что четность сохраняется с большой долей точности в экспериментах с сильными и электромагнитными взаимодействиями, Ли и Янг бросили вызов всему сообществу физиков-экспериментаторов, предложив несколько методов для тестирования сохранения четности при слабом взаимодействии. Подавляющее большинство физиков ожидали, что принципу сохранения четности удастся выстоять.
Первый эксперимент, нацеленный на получение максимально точного ответа, был основан на прямом бета-распаде. Его провела Ву Цзяньсюн, близкая подруга Ли и Янга, также работавшая в Колумбийском университете и выросшая в Китае еще до коммунистической революции. Ву была элегантной и привлекательной, а как ученый – признана во всем мире за свои точные и аккуратные экспериментальные работы.
Ву стала размышлять об использовании магнитного поля для поляризации спинов радиоактивных ядер кобальта‑60 (представляющих собой, по сути, крошечные магниты) и наблюдении за направлением излучаемых ими бета-электронов. Если бы электроны распространялись случайным образом во всех направлениях, это свидетельствовало бы о сохранении четности. Чтобы избежать суеты на уровне атомов,