Chien-Shiung Wu: Η Πρώτη Κυρία της Φυσικής

Η Chien-Shiung Wu ήταν μία πρωτοπόρος και κομβική προσωπικότητα στην ιστορία της φυσικής. Μετανάστρια από την Κίνα, έκανε σημαντική δουλειά τόσο στο Manhattan Project, όσο και στην πειραματική φυσική. Είχε κυρίως συμβάλει στην επίτευξη διαχωρισμού του ουρανίου σε ουράνιο-235 και ισότοπα ουρανίου-238 με αέρια διάχυση. Έκανε, επίσης, το πείραμα Wu, στο οποίο απέδειξε ότι η ισοτιμία δεν διατηρείται . Η ανακάλυψη αυτή ήταν καταλυτικής σημασίας για την απονομή του βραβείου Νόμπελ Φυσικής του 1957 στους Tsung-Dao Lee και Chen-Ning Yang, ενώ η ίδια η Wu τιμήθηκε με το εναρκτήριο βραβείο Wolf στη Φυσική το 1978. Όπως οι συνεισφορές πολλών γυναικών στην επιστήμη εκείνη την εποχή, έτσι και το έργο της Wu δεν αναγνωρίστηκε.

Η Wu το 1964 σε ένα συμπόσιο στο MIT στο Cambridge Η Wu γεννήθηκε το 1912 και μεγάλωσε κοντά στη Σαγκάη. Αν και ήταν σχετικά ασυνήθιστο για τα κορίτσια να πηγαίνουν σχολείο, η Chien-Shiung πήγε γιατί ο πατέρα της πίστευε ότι τα κορίτσια έπρεπε και αυτά να μορφωθούν. Το 1934, η Chien-Shiung αποφοίτησε πρώτη στην τάξη της με πτυχίο στη φυσική από το Πανεπιστήμιο στο Nanking. Μετά την αποφοίτησή της, εργάστηκε σε ένα εργαστήριο φυσικής στην Κίνα. Ο μέντοράς της, η Δρ. Jing-Wei Gu, μια άλλη γυναίκα που εργαζόταν στον τομέα της φυσικής, ενθάρρυνε την Chien-Shiung να συνεχίσει την εκπαίδευσή της στις Ηνωμένες Πολιτείες. Γράφτηκε στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϋ το 1936 και ο ακαδημαϊκός της σύμβουλος ήταν ο Έρνεστ Λόρενς. Το 1939, ενώ η Chien-Shiung ήταν ακόμα μαθήτρια του, έλαβε το Νόμπελ Φυσικής για την εφεύρεση του επιταχυντή σωματιδίων κυκλοτρονίου. Το 1940, η Chien-Shiung Wu πήρε το διδακτορικό της στη φυσική. Όταν το 1942 παντρεύτηκε τον Luke Chia-Liu Yuan καμία από τις οικογένειές τους δεν μπόρεσε να παρευρεθεί στον γάμο λόγω του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου. Μετακόμισαν στην ανατολική ακτή όπου η Wu δίδαξε φυσική στο Πρίνστον στο New Jersey. Ήταν η πρώτη γυναίκα που προσλήφθηκε ως καθηγήτρια στο Τμήμα Φυσικής στο Πρίνστον. Λίγο αργότερα, το 1944, η Γου έπιασε δουλειά στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια στη Νέα Υόρκη και εντάχθηκε στο Manhattan Project. Οι ερευνητές του Manhattan Project εργάζονταν τότε για τη δημιουργία της ατομικής βόμβας. Η έρευνα της Wu Chein-Shiung περιελάμβανε τη βελτίωση των μετρητών Geiger για την ανίχνευση ακτινοβολίας και τον εμπλουτισμό ουρανίου σε μεγάλες ποσότητες. Μόλις αποκαταστάθηκαν οι επικοινωνίες με την Κίνα μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο ξεκίνησε ο κινεζικός εμφύλιος πόλεμος και το ταξίδι της εκεί για να δει την οικογένεια της αναβλήθηκε. Δεν μπόρεσε να επιστρέψει στην Κίνα παρά μόνο το 1973. Αλλά τότε, οι γονείς της είχαν πεθάνει και οι τάφοι τους είχαν καταστραφεί. Ενώ ο αδερφός της σκοτώθηκε στην Κινεζική Πολιτιστική Επανάσταση του Μάο. Ο Luke και η Chien-Shiung απέκτησαν έναν γιο το 1947 που ακολούθησε τα βήματα των γονιών του και έγινε επίσης πυρηνικός επιστήμονας. Μετά τον Β! Παγκόσμιο Πόλεμο, η Δρ. Wu συνέχισε στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια, και έγινε τακτική καθηγήτρια το 1958. Το 1975, η αμοιβή της ως καθηγήτρια αυξήθηκε ώστε να είναι ίση με αυτή των αντρών συναδέλφων της. Μεταξύ των σημαντικών συνεισφορών της στη φυσική ήταν η πρώτη επιβεβαίωση της θεωρίας του Enrico Fermi του 1933 για τη διάσπαση βήτα (ότι τα ραδιενεργά άτομα εκπέμποντας σωματίδια βήτα γίνονται πιο σταθερά και λιγότερο ραδιενεργά). Έπαιξε επίσης καθοριστικό ρόλο σε μια σημαντική πρόοδο στην ατομική επιστήμη. Πείραμα Γου Το 1956, οι φυσικοί Tsung-Dao Lee (στο Πανεπιστήμιο Columbia) και Chen Ning Yang (Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών στο Πρίνστον) ζήτησαν από την Chien-Shiung Wu να τους δημιουργήσει ένα πείραμα. Ο σκοπός τους ήταν να δοκιμαστεί η θεωρία τους ότι η διατήρηση της ισοτιμίας δεν ίσχυε κατά τη διάρκεια της διάσπασης βήτα. Η διατήρηση της ισοτιμίας είναι η επιστημονική αρχή ότι τα πανομοιότυπα πυρηνικά σωματίδια δρουν παρόμοια. Η Δρ Wu συμφώνησε να σχεδιάσει το πείραμα. Το πραγματοποίησε σε εργαστήρια στο Εθνικό Γραφείο Προτύπων στην Ουάσιγκτον. Για να δοκιμάσει τη θεωρία, έβαλε το ραδιενεργό κοβάλτιο-60 σε ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Η ψύξη βοήθησε στην εξάλειψη της επίδρασης της θερμοκρασίας στα άτομα. Εάν η διατήρηση της ομοτιμίας ισχύει, τα σωματίδια που αποβάλλονται από το κοβάλτιο-60 καθώς αποσυντίθεται από ραδιενεργό σε σταθερό κοβάλτιο θα πρέπει να κατευθυνθούν προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό που παρατήρησε όμως ήταν ότι περισσότερα σωματίδια πετούσαν προς μία ορισμένη κατεύθυνση (την αντίθετη κατεύθυνση από το σπιν του πυρήνα). Τα ηλεκτρόνια όμως που εκπέμπονταν από τους πυρήνες φανέρωναν μια προτίμηση προς ορισμένη κατεύθυνση (προς τα κάτω). Το κατοπτρικό είδωλο δε του πυρήνα κοβαλτίου, ενώ περιστρέφεται αντίθετα συνέχιζε να εκπέμπει ηλεκτρόνια πάλι κατά την ίδια κατεύθυνση, προς τα κάτω. Επιβεβαίωσαν έτσι ότι οι φυσικές αλληλεπιδράσεις δεν μπορούν πάντα να είναι συμμετρικές όσον αφορά το κατοπτρικό τους είδωλο (μπορούν δηλαδή να είναι διαφορετικές όπως φαίνονται σε έναν αριστερόστροφο και ένα δεξιόστροφο σύστημα συντεταγμένων). Αυτό σημαίνει ότι μια ιδιότητα της κυματοσυνάρτησης, που λέγεται «ομοτιμία» (parity) και παριστάνεται με το σύμβολο «P», δεν διατηρείται όταν το σύστημα εκτίθεται σε μια τέτοια αλληλεπίδραση και η ιδιότητα ανάκλασης μπορεί να μεταβληθεί. Η εργασία των Lee, Yang και Wu ήταν η αφετηρία για μια έντονη αναζήτηση τέτοιων αποτελεσμάτων και αποδείχθηκε σύντομα ότι η β αποσύνθεση αλλά και η διάσπαση π–>μ, οι οποίες προκαλούνται από την «ασθενή αλληλεπίδραση», δεν διατηρούν την ομοτιμία. Η καταστροφή αυτής της συμμετρίας συντάραξε τις βεβαιότητες της θεωρητικής φυσικής και οδήγησε σε νέες επιστημονικές γνώσεις.

Η Chien-Shiung Wu συνέχισε να είναι ηγέτης στον τομέα της φυσικής και το έργο της πέρασε ακόμη και στη βιολογία και την ιατρική. Ορισμένες από τις έρευνές της περιελάμβαναν την εξέταση των μοριακών αλλαγών στα ερυθρά αιμοσφαίρια που προκαλούν τη δρεπανοκυτταρική νόσο. Αν και της αρνήθηκαν την αναγνώριση της με το βραβείο Νόμπελ, η Δρ Γου έλαβε πολλές διακρίσεις κατά τη διάρκεια της καριέρας της. Αυτά περιλαμβάνουν ότι είναι μόνο η 7η γυναίκα που εξελέγη στην Εθνική Ακαδημία Επιστημών (1958), το Βραβείο Comstock στη Φυσική που δόθηκε από την Εθνική Ακαδημία Επιστημών· ήταν η πρώτη γυναίκα που έγινε πρόεδρος της American Physical Society (1975), το πρώτο άτομο που έλαβε το Βραβείο Wolf στη Φυσική (1978) και ήταν η πρώτη γυναίκα επίτιμος διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. Το 1990, ένας αστεροειδής πήρε το όνομά της (2752 Wu Chien-Shiung). Η Δρ Chien-Shiung Wu αποσύρθηκε από το Κολούμπια το 1981 και πέθανε από εγκεφαλικό στη Νέα Υόρκη στις 16 Φεβρουαρίου 1997. Οι στάχτες της θάφτηκαν στην αυλή του σχολείου Mingde στην Κίνα, στο οποίο φοιτούσε ως κορίτσι.