宇称不守恒

1956年杨振宁提出的定理
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宇称[a]不守恒（Parity anomaly）是指，在弱相互作用（Weak Interactions）中，互为镜像的物质的运动不对称，由杨振宁和李政道提出，吴健雄用钴60实验验证。[1]
20世纪初，著名德国女数学家诺特（Emmy Noether）提出了诺特定理（Noether's theorem），称对称性体现为物理学里的连续对称性和守恒定律一一对应。[4]1927年，维格纳（Eugene Wigner）提出宇称守恒定理（Parity Conservation），即系统在经过镜像变换前后运动规律基本保持不变，只是左右相反。[5]二战以后，粒子物理领域发展，θ和τ是否为同一种粒子困扰着物理学界，即θ τ*疑难。有物理学家提出θ和τ是同一种K介子的两种衰变方式，不过这种观点与当时物理学界公认的宇称守恒定律相矛盾。[5]1956年，杨振宁（Chen-Ning Yang）和李政道（Tsung-Dao Lee）在美国《物理评论》上发表了《对于弱相互作用中宇称守恒的质疑》一文，指出在弱相互作用中宇称守恒还未被证实，θ介子和τ介子为完全相同的粒子，即k介子。[2][3]1956年，吴健雄（Chien-shiung Wu）等科学家用钴60实验弱相互作用中的宇称不守恒。[3]
宇称不守恒定律的提出，极大地改变了人们对物质世界对称性（Symmetry）的基本观念，促使物理学界全面检验基本守恒定律，不仅导致电荷共轭（Charge Conjugation）对称性、电荷共轭-宇称反演（CP）联合对称性破坏的发现，还促进弱作用理论的蓬勃发展，导致电弱统一理论（Unified Electro-weak Theory）的建立。时至今日，这一重要发现还在深刻地影响着粒子物理的不断发展。[6]1957年，杨振宁和李政道也因此获得诺贝尔物理学奖。[1]

原理

首先引入自由电子相对论性量子力学方程，即狄拉克方程（Dirac equation）。带有自旋-1/2的自由粒子的狄拉克方程形式为：
其中i可取1,2,3……，ℏ为约化普朗克常数[b]，
是对于时间t的偏微分，
为波函数，x与t分别是空间和时间的坐标，
是散度算符，
[c]，
[d]m为质量，c为光速。