宇称不守恒定律(CP violation)是指在弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称。该定律最早由李政道和杨振宁于1956年提出,并由吴健雄用钴60实验验证。在弱相互作用下,例如β衰变过程,宇称守恒并不成立,即宇称不守恒。
具体来说,宇称不守恒意味着在弱相互作用中,一个粒子的镜像与其本身在运动规律上并不完全相同。例如,θ和τ两种介子在弱相互作用下表现出不同的衰变方式,即使它们在自旋、质量、寿命和电荷等方面完全相同。吴健雄的实验通过观测钴60的衰变,发现了电子放射的数量和方向在互为镜像的装置中存在的差异,从而证实了弱相互作用中的宇称不守恒。
宇称不守恒定律的发现彻底改变了人类对对称性的认识,并对物理学产生了深远的影响。它不仅推动了弱相互作用理论的发展,还促进了粒子物理学和宇宙学的研究。此外,宇称不守恒定律的发现也为理解宇宙大爆炸和物质与反物质不对称性提供了重要线索。