وو

كانت تجربة وو تجربةً في فيزياء الجسيمات والفيزياء النووية ، أجراها الفيزيائي الصيني الأمريكي تشين شيونغ وو عام 1956 بالتعاون مع مجموعة درجات الحرارة المنخفضة التابعة للمكتب الوطني الأمريكي للمعايير . ^{[ 1 ]} كان الهدف من التجربة هو تحديد ما إذا كان مبدأ حفظ التكافؤ ، الذي سبق إثباته في التفاعلات الكهرومغناطيسية والقوية ، ينطبق أيضًا على التفاعلات الضعيفة . إذا كان حفظ التكافؤ عامًا، فإن تحلل الجسيماتتتصرف الجسيمات التي تخضع للتفاعل الضعيف بشكل مشابه لتحلل الجسيمات الذي يشمل التفاعلات الأخرى. يُلغي تحويل التكافؤ إحداثيات النظرية، مُنشئًا صورة معكوسة. إذا لم تتغير تنبؤات النظرية، يُقال إنها "تحافظ على التكافؤ". تبدو الأجسام التي تدور في اتجاه عقارب الساعة وكأنها تدور عكس اتجاه عقارب الساعة في صورتها المعكوسة. أنشأت تجربة وو نظامًا ذريًا ذا دوران مغزلي، ثم قارنت تحلل الجسيمات بالتفاعل الضعيف للدوران المغزلي في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة.

أثبتت التجربة أن التفاعل الضعيف ينتهك مبدأ حفظ التكافؤ، مما وفر طريقة عملية لتحديد اليسار واليمين . لم يتوقع مجتمع الفيزياء هذه النتيجة، إذ كان يعتبر التكافؤ تناظرًا ينطبق على جميع قوى الطبيعة. حصل تسونغ داو لي وتشن نينغ يانغ ، الفيزيائيان النظريان اللذان ابتكرا فكرة عدم حفظ التكافؤ واقترحا التجربة، على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1957 تقديرًا لهذه النتيجة. ورغم أنها لم تُمنح جائزة نوبل، فقد ذُكر دور تشين شيونغ وو في الاكتشاف في خطاب قبول يانغ ولي لجائزة نوبل، ^{[ 2 ]} إلا أنها لم تُكرم إلا عام 1978، عندما مُنحت جائزة وولف الأولى .

أعلى: التناظر الجزئي: الساعة المصممة على شكل صورة معكوسة للساعة الأصلية ستتصرف مثل الصورة المعكوسة للساعة الأصلية. أسفل: عدم التناظر الجزئي: الساعة المصممة على شكل صورة معكوسة للساعة الأصلية لن تتصرف مثل الصورة المعكوسة للساعة الأصلية.

طُوِّر المفهوم الحديث للتكافؤ عام ١٩٢٧ عندما صاغ يوجين ويغنر مبدأ حفظ التكافؤ (P-conservation) ^{[ ٣ ]} . وكان الدافع وراء هذا المبدأ النظري هو الملاحظات التجريبية التي أجراها أوتو لابورت على الحديد وهنري نوريس راسل على التيتانيوم . فقد لاحظا أن بعض الانتقالات بين مستويات الطاقة الذرية لا تُلاحَظ في الأطياف التجريبية، وهو مفهوم يُعرف الآن بقاعدة الانتقاء . أظهر ويغنر أن الذرات تمتلك نوعين من المستويات. المستويات ذات التكافؤ الموجب لها نفس الشكل الوظيفي إذا عُكِسَت الإحداثيات المكانية ( x → −x ، y → −y ، و z → −z ) . أما المستويات ذات التكافؤ السالب فتُغيِّر إشارة هذا الشكل عند عكس الإحداثيات. لا تُلاحَظ الانتقالات بين المستويات ذات التكافؤ نفسه لأن أي فوتون مُنبعث سيكون له تكافؤ سالب. يجب أن يكون حاصل ضرب التكافؤات قبل الانتقال وبعده متساويًا "للحفاظ" على التكافؤ. ^{[ ٤ ]}

حظي هذا المبدأ بقبول واسع بين الفيزيائيين لأنه ببساطة يعكس الفكرة البديهية القائلة بأن عالمنا وصورته المنعكسة سيتصرفان بالطريقة نفسها، مع اختلاف وحيد يتمثل في انعكاس اليمين واليسار (على سبيل المثال، الساعة التي تدور في اتجاه عقارب الساعة ستدور عكس اتجاه عقارب الساعة إذا تم بناء نسخة معكوسة منها). ^{[ 5 ]} تم التحقق تجريبياً من حفظ الزخم (P-conservation) في التفاعلات الكهرومغناطيسية والقوية . ومع ذلك، خلال منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، لوحظ اضمحلالان مختلفان لجسيمات الكاون المتطابقة ظاهرياً. اضمحلال كاون " τ " إلى ثلاثة بيونات ، بينما اضمحلال كاون " θ " إلى بيونين. كان من المعروف أن للبيون تكافؤاً فردياً (-1): ما لم تكن الحركة النسبية للنواتج غير عادية، فإن الاضمحلال إلى ثلاثة بيونات يتنبأ بتكافؤ فردي لكاون " τ " [ (-1) ^³ = -1 ]، بينما يتنبأ الاضمحلال إلى بيونين بتكافؤ زوجي لكاون " θ " [ (-1) ^² = 1 ]. ^{[ 6 ]}

مع تراكم المزيد من البيانات حول خصائص نواتج التحلل، اتضح أن جميع خصائص هذه الجسيمات متطابقة باستثناء تكافؤها. بدا من الممكن أنها نفس الجسيم باستثناء هذا الخلل في التكافؤ. عُرف هذا باسم لغز تاو – ثيتا . ^{[ 7 ] [ 6 ]}

أجرى الفيزيائيان النظريان تسونغ داو لي وتشن نينغ يانغ مراجعةً للأدبيات العلمية حول مسألة حفظ التكافؤ في جميع التفاعلات الأساسية. وخلصا إلى أنه في حالة التفاعل الضعيف ، لم تؤكد البيانات التجريبية حفظ التكافؤ ولم تنفيه. ^{[ 8 ]} كانت هذه المعلومة مفقودة لسببين: أولًا، يتجلى التفاعل الضعيف في تحلل بيتا، ويجب دراسة العملية برمتها للتحقق من حفظ التكافؤ؛ ثانيًا، يتضمن تحلل بيتا نيوترينو لا يمكن قياس كتلته مباشرةً، مما يحول دون بعض طرق التحقق من التكافؤ. ^{[ 9 ]} في صيف عام 1956، تواصل لي ويانغ مع تشين شيونغ وو ، الخبير في مطيافية تحلل بيتا ، وعرضا عليه أفكارًا مختلفة لإجراء تجارب. واستقرا على فكرة اختبار الخصائص الاتجاهية لتحلل بيتا في الكوبالت-60 . أدركت وو إمكانية تحقيق تجربة رائدة، فبدأت العمل بجدية في نهاية مايو 1956، وألغت رحلة كانت مقررة إلى جنيف والشرق الأقصى مع زوجها، رغبةً منها في السبق على بقية مجتمع الفيزياء. اعتقد معظم الفيزيائيين، مثل صديقها المقرب فولفغانغ باولي ، أن الأمر مستحيل، بل وأبدوا شكوكًا حول اقتراح يانغ ولي. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

كانت المشكلتان الرئيسيتان اللتان استلزمتا حلاً لإجراء تجربة ناجحة هما توليد والحفاظ على درجة حرارة منخفضة للغاية أثناء قياس اضمحلال بيتا من النوى ذات اللف المغزلي. ^{[ 5 ]} اضطرت وو إلى التواصل مع هنري بورس ومارك دبليو زيمانسكي ، اللذين يمتلكان خبرة واسعة في فيزياء درجات الحرارة المنخفضة ، لإجراء تجربتها. اقترح بورس وزيمانسكي على وو التواصل مع إرنست أمبلر ، من المكتب الوطني للمعايير . رتب أمبلر لإجراء التجربة في عام 1956 في مختبرات درجات الحرارة المنخفضة التابعة للمكتب الوطني للمعايير. ^{[ 13 ]} بعد عدة أشهر من العمل على التغلب على الصعوبات التقنية،  لاحظ فريق وو في ديسمبر 1956 عدم تناظر يشير إلى انتهاك التكافؤ. ^{[ 14 ]}

حصل لي ويانغ، اللذان شجعا على تجربة وو، على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1957، بعد فترة وجيزة من إجراء التجربة. وقد ذُكر دور وو في الاكتشاف في خطاب قبول الجائزة. ^{[ 2 ]} استشاط غضب الكثيرين لتجاهلها في الجائزة، بدءًا من صديقها المقرب فولفغانغ باولي، وصولًا إلى لي ويانغ، حتى أن جاك شتاينبرغر، الحائز على جائزة نوبل عام 1988 ، وصف ذلك بأنه أكبر خطأ في تاريخ لجنة نوبل. ^{[ 15 ]} لم تُفصح وو علنًا عن مشاعرها تجاه الجائزة، لكنها قالت في رسالة كتبتها إلى شتاينبرغر: "على الرغم من أنني لم أُجرِ البحث من أجل الجائزة فحسب، إلا أنني ما زلت أشعر بألم كبير لتجاهل عملي لأسباب معينة". ^{[ 16 ]} لم تُكرّم وو إلا عام 1978، عندما مُنحت جائزة وولف الافتتاحية . ^{[ 17 ]}

كان هدف تجربة وو تحديد ما إذا كان التناظر محفوظًا في التفاعل الضعيف الذي يحكم تحلل بيتا. يُعادل مفهوم ويغنر الرياضي لحفظ التناظر، أي تكافؤ جسم أو عملية عند عكس نظام الإحداثيات، انعكاسًا مرآويًا متبوعًا بدوران 180 درجة في مستوى المرآة. ^{[ 5 ]} تمتلك نوى الكوبالت-60 دورانًا مغزليًا، لذا يمكن تصور مفهوم التجربة باستخدام كرة دوارة. ^{[ 18 ]} ستُنتج كرة تدور وفقًا لقاعدة اليد اليمنى صورة معكوسة لها بدوران يساري، لكن هذه الصورة المعكوسة ستبدو مطابقة لكرة مقلوبة تدور وفقًا لقاعدة اليد اليمنى: بعد الدوران 180 درجة، لن تكون هناك اختلافات فيزيائية. مع ذلك، إذا كانت الكرة الدوارة تحمل علامة في الأعلى أو الأسفل، فلن يبدو الانعكاس كما هو. إذا كان الإلكترون المنبعث من نواتج تحلل الكوبالت-60 ينبعث بشكل تفضيلي إما على طول محور دوران الكوبالت أو عكسه، فإن ذلك سيُحدث فرقًا مماثلًا للعلامة. ويُشير اختلاف احتمالية الانبعاث إلى انتهاك تناظر التكافؤ. كما ذكر وو وآخرون: ^{[ 1 ]}

إذا لوحظ عدم تماثل في التوزيع بين θ و 180°  − θ (حيث θ هي الزاوية بين اتجاه النوى الأصلية وزخم الإلكترونات)، فإن ذلك يوفر دليلاً قاطعاً على أن التكافؤ لا يتم الحفاظ عليه في اضمحلال بيتا. 

يمكن وصف الفكرة أيضًا باستخدام خصائص المتجهات. تمتلك نواة الكوبالت-60 عزمًا مغزليًا ، ولا يتغير اتجاه الزخم الزاوي المغزلي تحت تأثير التكافؤ. يُسمى المتجه الذي يتمتع بهذه الخاصية بالمتجه المحوري . في المقابل، يتغير اتجاه انبعاث نواتج الاضمحلال تحت تأثير التكافؤ، ويُسمى متجه زخمها الخطي بالمتجه القطبي . بعبارة أخرى، إذا كان المغزل النووي للكوبالت-60 وانبعاثات نواتج الاضمحلال في أحد المنظورات في نفس الاتجاه تقريبًا، فإنهما في عالم معكوس سيكونان في اتجاهين متعاكسين تقريبًا، لأن اتجاه الانبعاث سينعكس، بينما سيبقى اتجاه المغزل ثابتًا. ^{[ 19 ]}

من الناحية النظرية، تُعدّ التجربة "بسيطة نسبيًا": توجيه ذرات الكوبالت ^-60 باستخدام مجال مغناطيسي، وقياس كمية انبعاث جسيمات بيتا الموجهة في اتجاه المجال المغناطيسي أو عكسه. ^{[ 20 ]} ومن بين التحديات العديدة، الحفاظ على التوجيه ومراقبته، وتجنب التحيز المنهجي فيه، والكشف عن الإلكترونات المنبعثة في كل اتجاه. غالبًا ما يصعب تطبيق التدابير اللازمة لمواجهة هذه التحديات في آنٍ واحد عمليًا. على سبيل المثال، يتطلب الحفاظ على توجيه اللف المغزلي النووي درجة حرارة أقل من تلك التي يمكن تحقيقها عن طريق تبخير الهيليوم السائل ، مما يجعل الكشف المتزامن في الاتجاهين المتعاكسين صعبًا، ^{[ 21 ]} كما أن استخدام التأثير المغناطيسي الحراري للتبريد يتطلب إزالة المجال المغناطيسي، بينما يتطلب محاذاة النوى تطبيق مجال مغناطيسي. ^{[ 22 ]}

رصدت التجربة تحلل ذرات الكوبالت-60 ( ^60Co ) التي رُتبت بواسطة مجال مغناطيسي منتظم (مجال الاستقطاب) وبُرّدت إلى ما يقارب الصفر المطلق لمنع الحركات الحرارية من تغيير ترتيبها. ^{[ 4 ]} الكوبالت-60 نظير غير مستقر للكوبالت ، يتحلل بتحلل بيتا إلى حالة مثارة من نظير النيكل-60 ( ^60Ni ). خلال هذا التحلل، يتحلل أحد النيوترونات في نواة الكوبالت-60 إلى بروتون بإصدار إلكترون (e⁻ ⁾ ومضاد نيوترينو إلكتروني ( νe ). تتحلل نواة النيكل المثارة الناتجة فورًا إلى حالتها الأرضية بإصدار شعاعي غاما (γ ) _{متتاليين} بسرعة. ومن ثم، فإن المعادلة النووية الإجمالية للتفاعل هي:

${\displaystyle {}_{27}^{60}{\text{Co}}\rightarrow {}_{28}^{60}{\text{Ni}}+{\text{e}}^{-}+{\bar {\nu }}_{e}+2{\gamma }}$

يؤدي استخدام مجال مغناطيسي لتوجيه نوى الكوبالت-60 في اتجاه معين، واستخدام مجال معاكس لتوجيهها في الاتجاه المعاكس، إلى وضع الكواشف في نصفي كرة متقابلين بالنسبة للدوران النووي. إذا اختلف نمط انبعاث الإلكترونات (أشعة بيتا) في هاتين الحالتين، فإن التكافؤ لا يُحفظ.

تلعب أشعة غاما دورًا حاسمًا في التجربة. أشعة غاما هي فوتونات، وانبعاثها من نواة النيكل-60 عملية كهرومغناطيسية . وهذا مهم لأن الكهرومغناطيسية معروفة باحترامها لمبدأ حفظ التكافؤ، وبالتالي يجب أن يكون نمط انبعاث أشعة غاما مستقلًا عن تغيرات التكافؤ. تنبعث أشعة غاما بتوزيع يتركز حول اتجاهي محور الدوران النووي للكوبالت-60: يمكن استخدام درجة عدم توزيع أشعة غاما بالتساوي تمامًا في جميع الاتجاهات (تباين توزيعها) لتحديد مدى دقة محاذاة الدوران النووي للكوبالت-60. ^{[ 22 ] [ 24 ]} محاذاة الدوران ضرورية لملاحظة تباين انبعاث الإلكترونات. إذا كانت نوى الكوبالت-60 موجهة عشوائيًا، فسترصد التجربة أعدادًا متساوية من الإلكترونات المنبعثة في كل اتجاه. ^{[ 25 ]}

ثمّ حُسب معدل انبعاث الإلكترونات على طول المجال المغناطيسي، ومعدل انبعاث أشعة غاما على طول المجال المغناطيسي وعموديًا عليه. وقورنت هذه المعدلات بمعدلات المجال المستقطب الموجه في الاتجاه المعاكس. إذا اختلفت معدلات عدّ الإلكترونات اختلافًا كبيرًا بين اتجاهي المجال، فسيكون ذلك دليلًا قويًا على أن التفاعل الضعيف ينتهك مبدأ حفظ التكافؤ. ^{[ 21 ]}

بالإضافة إلى ذلك، رُصدت التجربة بمرور الوقت أثناء ارتفاع درجة حرارة الجهاز تدريجيًا. وقد تضاءل تباين أشعة غاما، المقاس في اتجاه المجال المغناطيسي (الاتجاه القطبي) وعموديًا عليه (الاتجاه الاستوائي)، تدريجيًا، مما يشير إلى فقدان استقطاب الدوران مع ارتفاع درجة الحرارة. ومن المتوقع أن يتوافق عدم التماثل الملحوظ في عدد الإلكترونات في اتجاهي المجال المستقطب مع نتائج تباين أشعة غاما. ^{[ 24 ]}

المواد والأساليب

كان التحدي التجريبي في هذه التجربة هو الحصول على توجيه اتجاهي عالٍ أو استقطاب عالٍ لنوى الكوبالت ^-60 . بالنسبة للمواد العادية في الحالة المغزلية الأولى ، تتناسب نسبة الاستقطاب طرديًا مع العزم المغناطيسي للنوى.${\displaystyle \mu }$، المجال المطبق، H ويتناسب عكسياً مع درجة الحرارة: ^{[ 26 ]}$${\displaystyle f_{N}={\frac {1}{3}}{\frac {I+1}{I}}{\frac {\mu H}{kT}}.}$$

بسبب العزوم المغناطيسية الصغيرة جدًا للنوى، فإن المجال المغناطيسي يبلغ حوالي1 طن  ( يتطلب الأمر طاقة مقدارها 10000 غاوس عند  درجات حرارة منخفضة للغاية (حوالي 0.01 كلفن)، وهو مزيج يصعب تحقيقه للغاية. ^{[ 27 ]}

في العناصر البارامغناطيسية، تُنشئ الإلكترونات غير المزدوجة في المدارين 3d أو 4f مجالًا مغناطيسيًا قويًا، حوالي0.1  طن (عند 1000  غاوس ، يصبح الاستقطاب الجزئي متناسبًا مع الاستقطاب الجزئي للإلكترونات، ولكنه مستقل عن المجال المطبق. وبالتالي، بالنسبة للأنوية ذات العزوم المغناطيسية في مادة بارامغناطيسية، فإن محاذاة الإلكترونات باستخدام مجال مغناطيسي قوي لها تأثير جانبي يتمثل في محاذاة الأنوية. يمكن ربط هذا المفهوم بإزالة المغناطيسية الأديباتية ، حيث يُوضع ملح بارامغناطيسي في مجال مغناطيسي خارجي، وتُستخلص الحرارة الناتجة عن محاذاة الإلكترونات عن طريق ضخ الهيليوم السائل إلى ضغط منخفض، مما يُعطي درجة حرارة 1.2  كلفن. عند إزالة المجال الخارجي، يؤدي عشوائية دوران الإلكترونات إلى تبريد الملح.  يمكن الوصول إلى درجة حرارة 0.01 كلفن بهذه العملية. ^{[ 28 ] [ 27 ]} وهكذا، يتم التحكم في البارامغناطيسية الداخلية لتبريد العينة وتوفير المجال اللازم لمحاذاة الأنوية. أصبح هذا المفهوم يُعرف باسم طريقة روز ^{[ 26 ]} - جورتر ^{[ 28 ]} . ^{[ 29 ]}

كما أثبت فريق المكتب الوطني للمعايير عام 1953، يمكن الحصول على استقطاب نووي عالٍ حتى في المجالات المغناطيسية المنخفضة باستخدام بلورة مغناطيسية متباينة الخواص مثل نترات السيريوم والمغنيسيوم ، ^{[ 30 ]} وهو ملح مغناطيسي لا يزال مفضلًا للتبريد المغناطيسي . ^{[ 31 ]} يسمح توجيه المحور الحساس مغناطيسيًا للبلورة أفقيًا بتطبيق مجال مغناطيسي أفقي لتوفير تبريد أديباتي، مع تقليل أي إعادة تسخين ناتجة عن مجال رأسي مستخدم خلال مرحلة القياس في التجربة. ^{[ 22 ]}

قام فريق وو بترسيب طبقة من الكوبالت المشع بسمك 0.05  مم (0.002  بوصة) على سطح بلورة نترات السيريوم والمغنيسيوم، مما وفر رابطة حرارية سمحت بتبريد البلورة لتبريد طبقة الكوبالت الخارجية. تم توسيع التجويف المركزي للمغناطيس المبرد الأفقي لإتاحة مساحة لإدخال ملف لولبي رأسي. من شأن هذا الملف أن يوجه محور دوران نوى الكوبالت عموديًا، بحيث يتحدد اتجاه الدوران باتجاه المجال المغناطيسي. ^{[ 1 ]}

وُضِعَت بلورة رقيقة من الأنثراسين، تعمل كمادة وميضية ، فوق بلورة نترات السيريوم والمغنيسيوم المطلية بالكوبالت مباشرةً. تُنتج إلكترونات بيتا الخارجة من طبقة الكوبالت والمصطدمة بالأنثراسين نبضة ضوئية صغيرة، نُقِلَت إلى مضاعف ضوئي في أعلى الجهاز عبر أنبوب ضوئي من مادة لوسيت. ^{[ 30 ]}

تم رصد إنتاج أشعة غاما باستخدام عدادات وميضية استوائية وقطبية ومضاعفات ضوئية. ويقيس الفرق في معدل العد بين هذين الموقعين تباين أشعة غاما. وتم رصد هذا التباين باستمرار على مدى ربع الساعة التالية مع ارتفاع درجة حرارة البلورة وانخفاض التباين. وبالمثل، تم رصد انبعاثات أشعة بيتا باستمرار خلال فترة التسخين هذه. ثم تكررت العملية برمتها مع عكس اتجاه المجال المغناطيسي للملف اللولبي، مما أدى إلى إنشاء ما يعادل انعكاس صورة المرآة. ^{[ 1 ] [ 32 ]}

نتائج

أشارت ورقة وو البحثية إلى وجود تباين كبير في انبعاث جسيمات بيتا بين اتجاهي استقطاب اللف المغزلي النووي. وكان هذا كافيًا لإثبات عدم حفظ التكافؤ، وهي النتيجة الرئيسية للورقة. وعلى وجه التحديد، وجدوا أن "انبعاث جسيمات بيتا يكون أكثر تفضيلًا في الاتجاه المعاكس لاتجاه اللف المغزلي النووي". ^{[ 1 ] [ 34 ]}

تُعدّ القيمة الكمية أكثر فائدة للمقارنات النظرية. وكما أوضح يانغ ولي في ملحق ورقتهما النظرية ^{[ 20 ]،} فإنّ هاميلتونيان التفاعل الضعيف بدون حفظ التكافؤ يتنبأ بتداخل بين الحدود التي تحافظ على التكافؤ وتلك التي لا تحافظ عليه. وسيتبع التوزيع الزاوي للإلكترون المنبعث كدالة للزاوية θ بين اللف المغزلي النووي ومتجه زخم الإلكترون ما يلي. $${\displaystyle W(\theta )=1+AP{\frac {v}{c}}\cos \theta }$$ يُعرّف معامل عدم التناظر A. هنا، يُعرّف استقطاب اللف المغزلي النووي I ، P ، على النحو التالي:$${\displaystyle P={\frac {\langle I_{z}\rangle }{I}}}$$ و v / c هي نسبة سرعة الإلكترون المنبعث إلى سرعة الضوء . ^{[ 14 ]} وقد قاس التجربة التوزيع الزاوي في اتجاهين متعاكسين على طول اتجاه المجال المغناطيسي فقط، ولاحظت قيمة −0.25 للتعبير الفرعي في التعبير أعلاه للتوزيع: $${\displaystyle AP{\frac {v}{c}}={\frac {W(0)-W(\pi )}{W(0)+W(\pi )}}=-0.25}$$ أظهرت القياسات أن v / c = 0.6 ، ومن خلال تباين أشعة غاما، كانت قيمة الاستقطاب 0.65. وباستخدام هذه القيم، وبعد تصحيح التشتت العكسي للإلكترونات من البلورة، بلغت قيمة عدم التناظر -1. ^{[ 35 ]} واكتفت الورقة البحثية بالإشارة إلى "حد أدنى" لعدم تناظر بيتا، وهو -0.7. وقد تم الحصول على هذه القيمة بمقارنة قياسات الإلكترونات المرصودة بقياسات أشعة غاما، بالإضافة إلى تعديلات أخرى. ^{[ 36 ]} ومن بين الفحوصات المنهجية، لم يتغير اتجاه عدم تناظر الإلكترونات المرصود عند عكس اتجاه المجال الأفقي المستخدم للتبريد المغناطيسي، مما يعني أن عدم التناظر لم يكن ناتجًا عن المغنطة المتبقية في العينات. ^{[ 34 ]} وقد لاحظت وو وفريقها أن الإلكترونات تنبعث في اتجاه معاكس لاتجاه اللف المغزلي النووي. ^{[ 37 ]} وأكدت التحسينات اللاحقة ^{[ 38 ]} للتجربة أن قيمة عدم التناظر كانت−1.01 ± 0.02 .

أثارت النتائج دهشة كبيرة في أوساط الفيزياء. وفي غضون أشهر، أُجريت تجارب تأكيدية ونُشرت نتائجها. ^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]} وقد أبدى بعض المنظرين عدم تصديقهم للنتائج. فعندما أبلغ جورج م. تيمر ، الذي كان يعمل أيضًا في المكتب الوطني للمعايير، فولفغانغ باولي بأن مبدأ حفظ التكافؤ لم يعد صحيحًا في جميع الحالات، صاح قائلًا: "هذا هراء محض!". أكد له تيمر أن نتيجة التجربة تؤكد ذلك، فأجابه باولي باقتضاب: "إذن يجب إعادتها!". ^{[ 13 ]} وبحلول نهاية عام 1957، أكدت أبحاث إضافية النتائج الأصلية لمجموعة وو، وثبت انتهاك مبدأ التكافؤ بشكل قاطع. ^{[ 13 ]}

إن اكتشاف عدم حفظ التكافؤ في تحلل بيتا النووي يعني أن الإلكترون المنبعث في هذا التحلل يمتلك استقطابًا طوليًا أقصى مقداره − v / c : متجه دوران الإلكترون يكون معاكسًا في الأساس لمتجه زخمه، وهذان المتجهان معًا يُحددان نظام إحداثيات يساري. ^{[ 42 ]} وقد تنبأ لي ويانغ بهذه النتيجة مباشرةً بعد نتائج وو، وتم التحقق منها بقياسات مباشرة عام 1957. ^{[ 43 ]}

أثرت تجربة وو بشكل مباشر على نظرية النيوترينو . [ ^{44 ] في} عام 1929، اقترح فايل زوجًا من الجسيمات والجسيمات المضادة ذات لف مغزلي متعاكس، أحدهما يميني والآخر يساري. رُفضت الفكرة لأنها تنتهك مبدأ التكافؤ. مع نتائج تجربة وو، أمكن إحياء هذه النظرية ثنائية المكونات. ^{[ 45 ]} في حفل عيد الميلاد عام 1956، قبل نشر ورقة فريق وو، علم ليون إم. ليدرمان بالنتائج. فتعاون مع ريتشارد غاروِن ومارسيل واينريش لاختبار مبدأ التكافؤ في تفاعلي اضمحلال يتضمنان التفاعل الضعيف والنيوترينوات. $${\displaystyle \pi ^{+}\rightarrow \mu ^{+}+\nu ,}$$ و $${\displaystyle \mu ^{+}\rightarrow e^{+}+2\nu .}$$ أكملوا تجربتهم بعد فترة وجيزة من رأس السنة الميلادية عام 1957. ^{[ 46 ]} وقد عززت هذه التجربة، إلى جانب تجربة وو، صحة نظرية النيوترينو ثنائي المكونات. ^{[ 44 ]} حُسمت مسألة اتجاه دوران كل جسيم من الجسيمين بواسطة تجربة غولدهاير في وقت لاحق من عام 1957: النيوترينوات يسارية الدوران. ^{[ 47 ]} ( يتطلب النموذج القياسي ثنائي المكونات نيوترينوات عديمة الكتلة. وقد فتحت الملاحظات الحديثة التي تشير إلى أن النيوترينوات قد تمتلك كتلة الباب أمام إمكانية وجود نيوترينوات يمينية الدوران. ^{[ 48 ]} )

أدى اكتشاف انتهاك التكافؤ إلى مضاعفة عدد المعاملات في نظريات التفاعل الضعيف فجأةً من خمسة إلى عشرة حدود: إذ أصبحت أزواج الحدود التي كان يُتوقع أن تكون متطابقة مستقلة. وكان لا بد من دراسة إمكانية أن تؤدي هذه الأزواج من الحدود إلى تأثيرات تداخلية. ومع انقلاب ثبات التكافؤ الذي بدا راسخًا، أُعيد فحص ثبات الزمن وحفظ عدد الليبتونات . كما كان لا بد من إعادة تحليل ملاحظات اضمحلال بيتا قبل عام 1956 للبحث عن حالات شوّه فيها افتراض حفظ التكافؤ الاستنتاجات. ^{[ 49 ]}

أدت نتائج تجربة وو إلى سلسلة من التجارب التأكيدية والتكميلية، بالإضافة إلى تغييرات في المعالجات النظرية. ^{[ 45 ]} وُصِف هذا الاكتشاف ^{[ 50 ]} بأنه ثورة التكافؤ، ومهّد الطريق لتطوير النموذج القياسي ، إذ اعتمد النموذج على فكرة تناظر الجسيمات والقوى، وكيف يمكن للجسيمات أحيانًا أن تكسر هذا التناظر. ^{[ 51 ] [ 52 ]} وقد دفع الانتشار الواسع لاكتشافها مكتشف الانشطار، أوتو روبرت فريش، إلى الإشارة إلى أن الباحثين في جامعة برينستون كانوا غالبًا ما يقولون إن اكتشافها هو الأهم منذ تجربة ميكلسون-مورلي التي ألهمت نظرية النسبية لأينشتاين . ^{[ 41 ]} وقد وصفته الجمعية الأمريكية للجامعيات النسائية بأنه "حل اللغز الأول في الفيزياء الذرية والنووية". ^{[ 53 ]} وإلى جانب إظهار الخصائص المميزة للتفاعل الضعيف مقارنةً بالتفاعلات الثلاثة الأخرى، فقد أدى هذا في النهاية إلى النظرية العامة لانتهاك تناظر التكافؤ CP . ^{[ 54 ]} تقديراً لعملهما النظري، مُنح لي ويانغ جائزة نوبل في الفيزياء عام 1957. ^{[ 55 ]}

تُقدّم نتائج تجربة وو طريقةً لتحديد مفهومي اليسار واليمين بشكلٍ عملي . وهذا متأصل في طبيعة التفاعل الضعيف. وقد حلّت تجربة وو مشكلة أوزما ، وهي تقديم تعريف علمي لا لبس فيه لليسار واليمين. ^{[ 56 ]} يتخيل أحد نماذج هذه المشكلة محاولة توصيل مفهومي اليسار واليمين. ففي السابق، لو تواصل علماء الأرض مع علماء كوكبٍ مُكتشف حديثًا، ولم يسبق لهم أن التقوا شخصيًا، لما كان بإمكان أيٍّ من المجموعتين تحديد مفهوم اليسار واليمين لدى المجموعة الأخرى بشكلٍ قاطع. أما مع تجربة وو، فقد أصبح من الممكن توصيل معنى كلمتي اليسار واليمين إلى المجموعة الأخرى بدقةٍ ووضوحٍ لا لبس فيه. ^{[ 56 ]}

• كتاب "الكون ذو اليدين" لمارتن غاردنر ؛ كتاب يتضمن نقاشًا مطولًا وشائعًا حول التكافؤ وتجربة وو
• تفاعل فيرمي

• مارتن، دبليو سي؛ كورسي، جيه؛ دراغوسيت، آر إيه (يوليو 1997). "سقوط التكافؤ" . مختبر القياس الفيزيائي التابع للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا .