Войти
| Состав | Элементарная частица |
|---|---|
| Статистика | Фермионный |
| Поколение | Третье |
| Взаимодействия | Гравитация, Электромагнитный, Слабый |
| Символ | . τ. |
| Античастица | Антитау (. τ.) |
| Обнаружен | Мартин Льюис Перл и др. (1975) |
| Масса | 1776,86 ± 0,12 МэВ / c |
| Среднее время жизни | (2,903 ± 0,005) × 10 с |
| Электрический заряд | -1 e |
| Цветной заряд | Нет |
| Вращение | 1/2 |
| Слабый изоспин | LH : -1/2, RH : 0 |
| Слабый гиперзаряд | LH : -1, RH : −2 |
тау (τ), также называемый тау-лептон, тау-частица или тауон, является элементарная частица, похожая на электрон, с отрицательным электрическим зарядом и спин 1/2. Подобно электрону, мюону и трем нейтрино, тау - это лептон, и, как и все элементарные частицы с половинным целочисленный спин, тау имеет соответствующую античастицу противоположного заряда, но равную массе и спину. В случае тау это «антитау» (также называемый положительным тау). Частицы тау обозначены. τ., а антитау-лептоны. τ..
имеют время жизни 2,9 × 10 с и массу 1776,86 МэВ / c (по сравнению с 105,66 МэВ / c для мюонов и 0,511 МэВ / c для электронов). Поскольку их взаимодействия очень похожи на взаимодействия электрона, тау можно рассматривать как гораздо более тяжелую версию электрона. Из-за своей большей массы частицы тау не испускают столько тормозного излучения, сколько электроны; следовательно, они потенциально обладают гораздо большей проникающей способностью, чем электроны.
Из-за их короткого срока службы диапазон тау-излучения в основном определяется их длиной затухания, которая слишком мала для того, чтобы тормозное излучение было заметным. Их проникающая способность проявляется только при сверхвысокой скорости и энергии (выше петаэлектронвольт энергии), когда замедление времени увеличивает их длину пути.
Как и в случае с с другими заряженными лептонами тау имеет связанный тау-нейтрино, обозначенный. ν. τ.
Поиск тау начался в 1960 году в ЦЕРНе группой Болонья-ЦЕРН-Фраскати (BCF) под руководством Антонино Зичичи. Зичичи придумал новый последовательный тяжелый лептон, который теперь называется тау, и изобрел метод поиска. Он провел эксперимент на установке ADONE в 1969 году, когда ускоритель заработал, однако у ускорителя, который он использовал, не было достаточно энергии для поиска частицы тау.
Тау был независимо предсказан в статье 1971 года Юнг-су Цая. Обеспечивая теорию этого открытия, тау-белок был обнаружен в серии экспериментов между 1974 и 1977 годами Мартином Льюисом Перлом со своими коллегами и Цаем из Стэнфордского центра линейных ускорителей (SLAC). и группа Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (LBL). Их оборудование состояло из недавно созданного SLAC встречного кольца. e. –. e., названного SPEAR, и магнитного детектора LBL. Они могли обнаруживать и различать лептоны, адроны и фотоны. Они не обнаружили тау напрямую, а скорее обнаружили аномальные события:
Мы обнаружили 64 события формы
, для которых у нас нет общепринятого объяснения.
Необходимость для по крайней мере двух необнаруженных частиц была показана неспособность сохранить энергию и импульс только с одной. Однако никаких других мюонов, электронов, фотонов или адронов обнаружено не было. Было высказано предположение, что это событие было рождением и последующим распадом новой пары частиц:
Это было трудно проверить, потому что энергия для образования пары. τ.. τ. аналогична порогу для D-мезон продукция. Масса и вращение тау были впоследствии установлены с помощью работы, выполненной в DESY -Гамбург с помощью спектрометра с двумя плечами (DASP), и в SLAC-Stanford с помощью SPEAR Direct Electron Counter ( DELCO),
Символ τ произошел от греческого τρίτον (тритон, что в переводе с английского означает «третий»), поскольку это был третий обнаруженный заряженный лептон.
Мартин Льюис Перл поделился 1995 Нобелевская премия по физике с Фредериком Райнесом. Последний был удостоен своей доли приза за экспериментальное открытие нейтрино.
диаграммы Фейнмана распадов тау путем излучения вне оболочки W-бозон.Тау - единственный лептон, который может распадаться на адроны - остальные лептоны не имеют необходимой массы. Как и другие моды распада тау, адронный распад происходит за счет слабого взаимодействия.
Коэффициент ветвления доминирующих адронных распадов тау составляет:
В целом тау-лептон будет распадаться адронно примерно в 64,79% случаев.
Коэффициент разветвления обычных чисто лептонных распадов тау составляет:
Сходство значений двух коэффициентов ветвления является следствием универсальности лептона.
Тау-лептон предсказывается как образуют экзотические атомы, как и другие заряженные субатомные частицы. Один из таких, называемый тауонием по аналогии с мюонием, состоит из антитауона и электрона:. τ.. e..
Другой - атом ония. τ.. τ., называемый истинным тауонием. для обнаружения из-за чрезвычайно короткого времени жизни тау при низких (нерелятивистских) энергиях, необходимых для образования этого атома. Его обнаружение важно для квантовой электродинамики.
