Eksperimen Wu


Chien-Shiung Wu, yang namanya menjadi asal nama eksperimen Wu, merancang eksperimen tersebut dan memimpin tim yang menjalankan pengujian kekekalan paritas.
Eksperimew Wu dilakukan di laboratorium suhu rendah Bureau of Standards, Washington DC, pada tahun 1956. Ruang vakum vertikal, berisi kobalt-60, detektor, dan kumparan medan, sedang diletakkan ke dalam Dewar sebelum dimasukkan ke dalam elektromagnet besar di belakang, yang akan mendinginkan radioisotopnya menjadi mendekati nol mutlak melalui demagnetisasi adiabatik.

Eksperimen Wu adalah sebuah eksperimen fisika nuklir yang dilakukan pada tahun 1956 oleh fisikawan Tionghoa-Amerika Chien-Shiung Wu yang bekerja sama dengan Low Temperature Group dari National Bureau of Standards Amerika Serikat.[1] Tujuan eksperimennya adalah untuk mengetahui apakah kekekalan paritas (kekekalan-P), yang sebelumnya telah diketahui berlaku pada interaksi elektromagnetik dan kuat, juga berlaku pada interaksi lemah. Jika kekekalan-P benar, versi dunia yang telah dicerminkan (di mana kiri adalah kanan dan kanan adalah kiri) akan berperilaku seperti gambar cermin dari dunia yang sekarang. Jika kekekelan-P dilanggar, maka bisa dibedakan antara versi dunia yang telah dicerminkan dengan gambar cermin dari dunia yang sekarang.

Experimen menemukan bahwa kekekalan paritas dilanggar (pelanggaran-P) oleh interaksi lemah, memberikan cara untuk mendefinisikan secara operasional kiri dan kanan tanpa mengacu kepada tubuh manusia. Hasil ini tidak diduga oleh komunitas fisika, yang sebelumnya menganggap paritas sebagai kuantitas yang kekal. Tsung-Dao Lee dan Chen-Ning Yang, fisikawan teoretis yang memulakan ide ketakkekalan paritas dan mengusulkan eksperimennya, mendapatkan Penghargaan Nobel Fisika tahun 1957 atas hasil ini. Peran Chien-Shiung Wu dalam penemuannya disebutkan dalam pidato penerimaan penghargaan Nobel,[2] tetapi tidak diberikan penghargaan sampai 1978, ketika dia diberikan Penghargaan Wolf yang pertama.

Sejarah

Atas: Simetri-P: Sebuah jam yang dibuat seperti gambar cerminnya akan berperilaku seperti gambar cermin dari jam yang asli.
Bawah: Asimetri-P: Sebuah jam yang dibuat seperti gambar cerminnya tidak akan berperilaku seperti gambar cermin dari jam yang asli.

Pada tahun 1927, Eugene Wigner memformalkan prinsip kekekalan paritas (kekekalan-P),[3] yaitu ide bahwa dunia yang sekarang dan dunia yang dibangun seperti gambar cerminnya akan berperilaku serupa, dengan satu-satunya perbedaan adalah kiri dan kanannya menjadi terbalik (misalnya, jam yang berputar searah jarum jam akan berputar berlawanan arah jarum jam apabila dibuat versi cerminnya).

Prinsip ini diterima secara luas oleh para fisikawan, dan kekekalan-P dibuktikan secara eksperimen berlaku dalam interaksi elektromagnetik dan kuat. Akan tetapi, pada pertengahan 1950-an, peluruhan-peluruhan tertentu yang melibatkan kaon tidak bisa dijelaskan oleh teori yang ada yang mengasumsikan berlakunya konservasi-P. Kelihatannya terdapat dua jenis kaon, satu meluruh menjadi dua pion, dan yang satu lagi meluruh menjadi tiga pion. Ini dikenal sebagai teka-teki τ–θ.[4]

Fisikawan teoretis Tsung-Dao Lee dan Chen-Ning Yang melaukan kajian pustaka mengenai kekekalan paritas dalam semua interaksi dasar. Mereka menyimpulkan bahwa untuk kasus interaksi lemah, data eksperimen belum mengonfirmasi maupun menyangkal kekekalan-P.[5] Tidak lama kemudian, mereka mendatangi Chien-Shiung Wu, yang merupakan ahli dalam spektroskopi peluruhan beta, dengan berbagai ide untuk eksperimen. Mereka memutuskan menggunakan ide menguji sifat arah peluruhan beta dalam kobalt-60. Wu menyadari adanya potensi untuk melakukan eksperimen terobosan dan mulai bekerja dengan penuh komitmen pada akhir Mei 1956, membatalkan perjalanan yang telah direncanakan ke Jenewa dan the Timur Jauh bersama suaminya, karena ingin melakukannya sebelum didahului oleh fisikawan lainnya.[6][7] Untuk itu, dia menghubungi Henry Boorse dan Mark W. Zemansky, yang memiliki pengalaman luas dalam fisika suhu rendah. Sesuai arahan Boorse dan Zemansky, Wu menghubungi Ernest Ambler, dari National Bureau of Standards, yang mengatur agar eksperimennya dilaksanakan pada 1956 di laboratorium suhu rendah NBS.[4] Setelah beberapa bulan bekerja mengatasi kesulitan teknis, tim Wu mengamati ketaksimetrisan yang menandakan pelanggaran paritas pada Desember 1956.[8]

Lee dan Yang, yang mendorong eksperimen Wu, dihadiahi penghargaan Nobel fisika pada tahun 1957, tidak lama setelah eksperimennya dilakukan. Peran Wu dalam penemuan ini disebutkan dalam pidato penerimaan penghargaan,[2] tetapi tidak diberikan penghargaan sampai tahun 1978, di mana dia diberikan Penghargaan Wolf yang pertama.[9]

Lihat pula

Referensi

  1. ^ Wu, C. S.; Ambler, E.; Hayward, R. W.; Hoppes, D. D.; Hudson, R. P. (1957). "Experimental Test of Parity Conservation in Beta Decay". Physical Review. 105 (4): 1413–1415. Bibcode:1957PhRv..105.1413W. doi:10.1103/PhysRev.105.1413 alt=Dapat diakses gratis. 
  2. ^ a b Klein, O. B. (1957). "The Nobel Prize in physics in 1957: Award ceremony speech". The Nobel Foundation. Diakses tanggal 2 October 2018. 
  3. ^ Wigner, E. P. (1927). "Über die Erhaltungssätze in der Quantenmechanik". Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch Physikalische Klasse. 1927: 375–381. 
    Direproduksi di Wightman, A. S., ed. (1993). The Collected Works of Eugene Paul Wigner. Vol. A. Springer. hlm. 84–90. doi:10.1007/978-3-662-02781-3_7. ISBN 978-3-642-08154-5. 
  4. ^ a b Hudson, R. P. (2001). "Reversal of the Parity Conservation Law in Nuclear Physics" (PDF). Dalam Lide, D. R. A Century of Excellence in Measurements, Standards, and Technology. NIST Special Publication 958. National Institute of Standards and Technology. ISBN 978-0849312472. 
  5. ^ Lee, T. D.; Yang, C. N. (1956). "Question of Parity Conservation in Weak Interactions". Physical Review. 104 (1): 254–258. Bibcode:1956PhRv..104..254L. doi:10.1103/PhysRev.104.254 alt=Dapat diakses gratis. 
  6. ^ Wu, C. S. (1973). Maglich, B., ed. Adventures in Experimental Physics. Gamma Volume. Princeton: World Science Communications. hlm. 101-123. ASIN B000ITLM9Q. 
  7. ^ Lee, T. D. (2006). "New Insights to Old Problems". arΧiv:hep-ph/0605017. 
  8. ^ Wu, C. S. (2008). "The Discovery of the Parity Violation in Weak Interactions and Its Recent Developments" (PDF). Nishina Memorial Lectures. Lecture Notes in Physics. 746. Springer. hlm. 43–70. doi:10.1007/978-4-431-77056-5_4. ISBN 978-4-431-77055-8. 
  9. ^ "Chien-Shiung Wu Winner of Wolf Prize in Physics - 1978". Wolf Foundation. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2014-09-11. Diakses tanggal 9 December 2019. 

Bacaan lanjutan