האם העולם המשתקף אלינו מבעד למראה זהה לעולם שלנו? האם חוקי הטבע בעולמנו זהים לחוקי הטבע בעולם המראה?
 
אם נתבונן במראה, בה שמאל הופך לימין וימין לשמאל, נשים לב שהמשתקף אלינו נראה קצת מוזר: למשל הכתב נראה הפוך ולא קריא. גם הפנים של אדם מוכר נראות קצת מוזרות מבעד למראה וזאת מאחר והן אינן סימטריות לחלוטין.
אולם אם נתבונן בתנועת גופים מבעד למראה לא נבחין בשום דבר חריג. הסיבה היא שחוקי ניוטון, חוקי הטבע השולטים בנעשה בחדר, אדישים להחלפת ימין בשמאל.
תנועת כדורים בחדר, תנועת המטוטלת, אפילו תנועת מחוגי השעון. כל אלו נוהגים בעולם המראה בהתאם למצופה מהם על פי חוקי ניוטון.
 
לפיכך סברו המדענים עד למחצית הראשונה של המאה העשרים שחוקי הטבע אדישים להחלפתם בחוקי הטבע הנשקפים מבעד למראה.
 
סדקים בסברה זו החלו להתגלות כאשר התפתח חקר הכוח הגרעיני החלש. הכוח החלש, אחד מארבעת כוחות הטבע הבסיסיים (בנוסף לכוח החזק, האלקטרומגנטי וכוח הכבידה)ֿ, הוא הכוח האחראי לדעיכה מסוג  בטא - התהליך בו נייטרון מתפרק לפרוטון, אלקטרון וחלקיק נוסף הנקרא אנטי-נייטרינו.
 
הפיזיקאים התאורטיים טסונג דאו לי וצ'אן נינג יאנג החלו לפקפק בהשערה שחוקי הטבע סימטריים ביחס להחלפתם בחוקי הטבע הנשקפים מבעד למראה ובשנת 1956 הם הציעו שהכוח החלש איננו מציית לסימטריה זו. במאמר חלוצי חשוב הם הציעו מספר ניסויים שעשויים להכריע בסוגיה חשובה זו [1].
 
הפיזיקאית הנסיונאית  צ'יאן שיונג וו שוכנעה על ידי לי ויאנג לבחון את השערת הפרת הסימטריה בעזרת ניסוי. כיצד ניתן לבחון השערה שכזו? שהרי אין אנו יכולים לערוך ניסוי בעולם המראה?
 
הניסוי אותה ערכה וו היה כדלהלן [2]: היא הציבה אטומים של קובלט-60 בשדה מגנטי.  באופן זה גרמה לספין של האטומים להיות מכוון עם כיוון השדה המגנטי (נזכיר כי הספין, אותו הזכרנו בעבר, מתנהג כמעין תנע זוויתי פנימי של האטומים, וניתן לשלוט על כיוונו בעזרת הפעלת שדה מגנטי חיצוני. על הספין ניתן לקרוא כאן [3]) ובחנה את דעיכת הבטא שלהם. כאמור, אחד מתוצרי ההתפרקות הוא האלקטרון.
לאלקטרונים הנוצרים בהתפרקות בטא לא אמור להיות כיוון תנועה מועדף. אם בעולמינו נפלט אלקטרון בכיוון השדה המגנטי, הרי שבעולם המראה נפלט אלקטרון בכיוון המנוגד לכיוונו של השדה המגנטי.
וו בחנה מספר רב של אלקטרונים שנפלטו בתהליך. אם חוקי הטבע (ובפרט הכוח החלש) אינם מבדילים בין עולמנו לעולם המראה, הרי שהתפלגות הכיוונים של האלקטרונים הייתה אמורה להיות אחידה, קרי מספר שווה של אלקטרונים הנעים בכיוון השדה המגנטי ואלקטרונים הנעים בניגוד לכיוון השדה המגנטי.
 
תוצאות הניסוי של וו היו שהתפלגות האלקטרונים איננה אחידה. הכיוון המועדף על האלקטרונים היה בניגוד לכיוון השדה המגנטי. המסקנה היא שחוקי הטבע בעולמנו אינם זהים לחוקי הטבע שבעולם המראה. תהליכים בהם מעורב הכוח החלש אינם סימטריים ביחס לשיקוף,לפיכך קיים הבדל יסודי בטבע בין ימין ושמאל.
על הגילוי המרתק הזה זכו לי ויאנג בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1957.
הטבע מלמד אותנו שוב ושוב שאין הוא מתנהג על-פי הציפיות הנאיביות שלנו ממנו. פעם אחר פעם הוא מפתיע אותנו בתופעות מרתקות העולות על הדמיון.
מקורות:
[1] המאמר של דאו-לי ונינג-יאנג
[2] למאמר בויקיפדיה בנושא הניסוי שערכו
[3] לפוסט שלנו בעבר בנושא הספין