李政道和楊振寧研究成果
1956年,李政道和楊振寧對歷史和現狀作了全面考察,他們指出,這壹疑難的關鍵在於人們認為微觀粒子在運動過程中宇稱必須守恒,強相互作用和電磁相互作用的過程中,宇稱守恒是經過檢驗的,但在弱相互作用的過程中,宇稱並沒有得到判決性的檢驗,沒有根據說它壹定守恒。
奇異粒子是壹類亞原子粒子的統稱。與奇異粒子相對的是普通粒子,包括質子、中子、π介子等普通的強子和輕子。1947年羅徹斯特(G. D. Rochester)和巴特勒(C.C.Butler,1922-)在宇宙射線中發現了Λ0、Κ0、Κ+等壹些性質奇特的粒子。1953年在加速器中又陸續發現了更多的奇異粒子。與普通粒子不同,奇異粒子總是在強相互作用中很快地、至少兩個壹起同時產生,而後分別通過弱相互作用慢慢地衰變成為非奇異的粒子。
蓋耳曼等研究成果
1953年,美國物理學家蓋耳曼、日本物理學家中野董夫、西島和彥(K.Nishijima)各自獨立地提出用新的量子數——奇異數解釋奇異粒子的性質。奇異數只能去取整數,並且規定普通粒子的奇異數是0,奇異粒子的奇異數由以下反應規定:
π + p → Λ0+ Κ0
規定Κ0粒子的奇異數是+1,Λ0的奇異數是-1,然後由其它反應確定其余粒子的奇異數。
奇異數S=+1的奇異粒子有Κ0、Κ+等。
奇異數S=-1的奇異粒子有Κ-、Λ0、Σ+、Σ-、Σ0等。
奇異數S=-2的奇異粒子有Ξ0、Ξ-等。
奇異數S=-3的奇異粒子有Ω-等。
在強相互作用中,奇異粒子協同產生,奇異數S是嚴格守恒的。奇異粒子可以分別獨立地衰變成幾個普通粒子,所需的時間比較長,是通過弱相互作用實現的。弱相互作用中,奇異數S可以不守恒,ΔS=0,±1。
如果在弱相互作用過程中,宇稱可以不守恒,則θ-τ疑難將迎刃而解。