镜像曾经看起来理所当然
1956 年末到 1957 年初，吴健雄与美国国家标准局的低温实验团队，把钴 60 冷却到许多原子核自旋偏向同一方向，再数贝塔衰变射出的电子。电子更爱朝自旋的反方向飞；反转核取向，偏好也跟着反转。弱衰变终于显出了镜像两侧的差别。
问题来自李政道与杨振宁 1956 年的分析。镜像对称在一些相互作用中有充足支持，可人们尚未用合适实验直接检验弱相互作用。他们提出几种检查办法，吴健雄意识到，排列好方向的放射性原子核可以把问题问得很直接。
让原子核自带一个参考方向
普通放射性材料里，原子核朝向杂乱。即使每颗核都偏爱沿自身某个方向射电子，所有方向混在一起，也会把偏好抹平。实验先要获得核极化，也就是让不同自旋取向的数目不均匀，整块样品便有了可用的参考方向。
自旋是内禀角动量。此处可以借一个小陀螺的转动方向帮助想象，再记住原子核实际是量子对象。由转动定义的方向叫轴矢量，空间反射时它与普通箭头表现不同：电子运动的动量箭头反过来，自旋方向保留。若电子偏爱顺着或逆着自旋飞，镜像过程就会要求相反的偏好。
只把计数器从左搬到右，还没有问到这个问题。实验要比较的是电子运动与已经制备好的核自旋，检查衰变规律是否偏爱它们之间某一种相对关系。
镜像检验与反转源方向各做什么
判断镜像时，还可以用一个明确操作：把整个想象实验的空间坐标都反号，电子路径也一起反过来。电子的动量是普通方向箭头，随之翻转。角动量由位置与动量两个空间方向组合而成，两者同时反转后，轴方向保留。电子相对自旋的偏好于是翻了。
实验室里真的反转核取向，则是另一项操作。它用来检查计数偏好是否跟着源走。理论上的空间反射给出对称性预言，实际的方向反转与升温给出对照，两者在推理中各有角色。
这个区别也说明，宇称检验需要把装置中的方向说清楚。实验要知道核怎样排列、探测器看向哪里、电子朝哪边出射，再问这些信息在镜像变换下怎样对应。最后看到的计数不对称，才有确定的物理含义。
低温把微小偏好放大出来
磁场对核自旋取向的能量偏好很小，普通温度的热扰动很容易把它搅乱。国家标准局团队用磁冷却降到几千分之一开尔文，把钴源安排在适当晶体中，并借助伽马射线的方向分布检查核取向。
原子核排列时，电子计数出现明显不对称；样品慢慢回暖、取向减弱后，不对称消失。反转磁化，电子偏好也反转。这个配合很关键：一侧探测器效率偏高，可以造成固定偏差，却很难同时跟随核取向和升温变化。
吴健雄与安布勒、海沃德、霍普斯、赫德森共同完成实验。论文于 1957 年 1 月送达《物理评论》，2 月发表。难度很高的低温技术，最后接到一个朴素读数上：朝两个相反方向飞出的电子，数目不一样。
弱相互作用有了自己的左右偏好
这一结果推翻了该弱衰变中的宇称守恒。宇称描述空间镜像变换；若物理规律在这种变换下保持对称，镜像对应的两种安排应有相同概率。钴实验找到了一个随空间反射改变的发射偏好。
其他弱衰变实验很快补上证据。李政道与杨振宁因宇称规律研究获得 1957 年诺奖，吴健雄团队完成了关键的钴贝塔衰变检验。自旋与运动怎样相配，从此成为理解弱相互作用的重要线索。
即使还没有学后来的理论，这个实验也能顺着看懂：先在源中制备方向，观察电子，再反转方向，最后让热运动抹去取向。电子偏好一路跟随核的准备状态，计数器里的不平衡便连到了自然规律的左右之分。