这种想法，现在看来也许像是显而易见的，但在当时，却完全是另外一回事。杨振宁在后来回顾当时的心路历程时说，研究像θ和τ之谜这样的问题，一个人完全不知道到哪里去找答案，因此就很难集中在任何一个单一方向上去做研究。一旦一个人得到了解答的线索之后，他就能集中他所有的力量在求解答的工作之上。但是在那之前，他的思想总是在不同地方停留，无法清楚确定任何事情。
物理学是一门实验科学，理论家尽管可以说得天花乱坠，如果没有实验的证据，总还是不完全的。杨振宁和李政道两人在弱相互作用中去向宇称守恒挑战的想法已经确定，下一步便是寻找能得到证明的实验依据。他们非常幸运碰到了吴健雄这样一位在弱相互作用实验方面的权威。吴健雄对这个问题的重要性有相当清楚的认识，并且有坚持去弄清楚的决心。于是杨振宁、李政道两人的理论便很快就有了肯定的结果。
疯狂的实验
吴健雄1944年初到哥伦比亚大学时，先是在“曼哈顿计划”中工作，到1945年战后，便开始全然投身于β衰变的研究。1952年她成为哥伦比亚大学物理系副教授以前，她的实验成就早已经使她成为在β衰变研究方面的世界一流的权威专家。
由于这个缘故，杨振宁和李政道决定要由弱相互作用入手检验宇称守恒定律时，自然就会想到去和研究β衰变的权威吴健雄讨论讨论，原因是β衰变正是一种重要的弱相互作用。于是，在5月里的某一天，和吴健雄同在哥伦比亚大学的李政道由他在物理系普平物理实验大楼8楼的办公室到13楼吴健雄的办公室去看她。
吴健雄研究的不是粒子物理，对于“θ-τ之谜”的详细情形并不清楚。
李政道首先向她解释了“θ-τ之谜”，然后又说明他和杨振宁几经研究，而最后以为宇称会不会只是在弱相互作用中不守恒的怀疑经过。对于弱相互作用中β衰变现象有深刻认识的吴健雄，立即对这个问题发生极大的兴趣。
在原子核实验工作中极有成就的吴健雄，在1956年以前的几年中，注意到英国牛津以及荷兰莱登的低温实验中，新近发展出来将原子核极化的技术，并且发生极大的兴趣。所谓原子核极化，简单说，就是使原子中旋转的电子变成有方向性，从而使原子核有一个方向性。这个技术正是杨振宁和李政道想用以检验宇称守恒几种实验之一的中心技术。吴健雄在了解了这些以后，立即决定，最好是选用钴（C60O）作为β衰变放射源，去进行检验。这时的吴健雄已经认识到，对于研究β衰变的原子核物理学家来说，这是去进行一个重要实验的黄金机会，不可以随意错过。她认为，纵然实验结果证明宇称在β衰变方面是守恒的，也同样是为这方面的科学论点，设定了一个极重要的实验证据。
当时杨振宁他们也和其他一些实验物理学家谈过了，但只有吴健雄看出了这一实验的重要性。这表明吴健雄是一个杰出的科学家，因为杰出的科学家必须具有良好的洞察力。吴健雄的想法是，纵然得出宇称并不是守恒的结果，这依然是一个好的实验，应该要做，原因是在过去的β衰变中从来没有任何关于左右对称的资料。
当时许多物理学家不做这个实验，是因为这个实验确实相当困难。对于实验技术有相当了解的吴健雄，充分地了解这个实验的困难。这个实验将面临两个核子物理实验从未有过的挑战，一是要让探测β衰变的电子探测器放在极低温的环境下，还能保持功能正常。另外则是要使一个非常薄的β放射源，保持其原子核极化状态足够长的时间，以得到足够的统计数据。
尽管困难重重，而且很难说一定会有结果，可是她依然决心立即进行这个实验。
那年春天，吴健雄原本已和丈夫袁家骝计划好，先到瑞士日内瓦出席一项高能物理会议，然后再到东亚地区去做一趟演讲旅行。这是他们1936年离开中国以后，20年来头一次回到东亚去，他们原打算是要到台湾去访问的。为了这趟旅行，他们还订了伊丽莎白皇后号邮轮的票，准备坐船横渡大西洋。吴健雄为了这个实验，只好让丈夫一人旅行。丈夫袁家骝也是一位物理学家，他很清楚立即进行这个实验的重要性，因此便一个人踏上这趟离开故国20年之后，百感交集的归乡之旅。
在这段时间，吴健雄已经为她决意要进行的实验，做了相当周全的准备。她在新出的科学文献中，了解到原子核科学在钴（C60O）方面最新发展的信息。由于她的实验是结合原子核实验技术和低温物理的技术，因此吴健雄也积极去了解低温物理的知识。
吴健雄本身不是低温物理学家，她知道必须找到对原子核极化有清楚了解的优秀低温物理学家，共同来进行实验工作。
吴健雄所在的哥伦比亚大学有一个低温物理研究组，虽然水准不差，但是规模和设备水准都不够。在华盛顿的国家标准局，是美国国内另一个可以进行以低温环境达成原子核极化的实验室。在那里工作的安伯勒来自英国牛津的克莱文登实验室，而且他是1952年在国家标准局做核极化实验的成员之一。吴健雄一向对科学文献极其熟悉，她知道安伯勒在早几年曾经做过钴（C60O）极化的实验，因此她便找上了安伯勒，邀请他共同来进行这一个后来改变历史的实验。
安伯勒对这个实验的β衰变效应知道不多，他问吴健雄，这会显现出很大的不对称效应吗？
吴健雄给了他肯定的回答，这使得安伯勒大感兴趣。在吴健雄找安伯勒合作时，虽然她早已在原子核物理界享有盛誉，做低温物理研究的安伯勒，却全然不知道她是何方神圣。于是他就打电话给一位原子核物理学家乔治·田默。安伯勒在电话中问田默：“乔治，哥伦比亚大学有一位女科学家叫吴健雄打电话给我，她提出的实验十分有趣。告诉我，她有多好？我现在应该去做这个实验吗？”田默说：“她是挺厉害的。”于是安伯勒打电话给吴健雄表示乐意共同进行实验。
吴健雄积极地进行实验准备之时，杨振宁、李政道的对宇称守恒的质疑已经广为物理界所知悉。但是在那个时候，绝大多数人对于宇称可能会不守恒是极度怀疑的。因此那个时候真正准备进行那个实验的，除了吴健雄之外，大概是寥寥无几了。
由6月初到7月底的两个月当中，吴健雄已经就原子核物理在低温环境中可能有的各种影响，做了再三的试验，详细了解了各种可能性，甚至是极细微的影响效应。吴健雄后来说，如果早知道实验观测到的不对称效应是这么大的话，也许可以免去如此细密的查验工作。但是，她还是认为，周全的准备总是值得尽全力去做的。
吴健雄的实验在概念上是很简明的。主要是利用一个很强的放射源，然后在适当控制下极化这个β放射源，使其具有某一个方向性，再放在一个利于观测的环境中，测量这个放射源是不是有一种先天的方向性。但是，要检验这个简明概念的实验设计，却是困难而复杂的。
首先，选用钴（C60O）的原因就不简单。钴（C60O）每秒钟会放射出上万个电子，是极好的放射源，此外更重要的是其放射电子的衰变，只改变自旋数而不改变宇称。这正是在β衰变方面有最权威知识的吴健雄，立即知道要选择钴（C60O）的原因。