Tau (parçacık)

Tau

Bileşim	Temel parçacık
Aile	Fermiyon
Nesil	Üçüncü
Etkileşim(ler)	Kütleçekim, Elektromanyetik, Zayıf
Antiparçacık	Antitauon
Kütle	1776.99±0.29 MeV/c2
Elektrik yükü	-1 e
Renk yükü	None
Spin	½

Tau; (τ olarak da adlandırılır) tau leptonu, tau parçacığı veya tauon olarak adlandırılır. Tau bir temel parçacıktır. negatif yüklü, elektron benzeridir. Yarım spinlidir (spin 1/2). elektron, müon ve üç nötrinolara birlikte tau lepton kategorisindedir. Tau da tüm parçacıklar gibi, bir antipartiküle sahiptir; Tau'nun bu durumuna "antitau" denir. (pozitif tau olarak da adlandırılır).

Tau leptonlarının bir ömürleri vardır. 2.9 x 10⁻¹³ ler ve kütle arasında1 776 .86 MeV'lik / c² (karşılaştırıldığında105.66 MeV / c² müonlar için ve0.511 MeV / c 2 elektronlar için). Etkileşimleri elektronunkilere çok benzer olduğundan tau, elektronun çok daha ağır bir versiyonu olarak düşünülebilir. Daha büyük kütleleri nedeniyle, tau parçacıkları elektronlar kadar bremsstrahlung radyasyonu yaymazlar; sonuç olarak, potansiyel olarak elektronlardan çok daha fazla nüfuz edicidirler.

Kısa ömrü nedeniyle, Tau'nun aralığı esas olarak, Bremsstrahlung'un fark edilemeyecek kadar küçük olan bozunma uzunluğu tarafından belirlenir. Penetrasyon gücü, yalnızca ultra yüksek hızda ve enerjide (petaelektronvolt enerjilerinin üstünde), zaman genişlemesi aksi takdirde çok kısa yol uzunluğunu uzattığında ortaya çıkar.

Diğer yüklü leptonlarda olduğu gibi, tau'nun bir tau nötrinosu vardır.

Tarih

Tau arayışı 1960 yılında CERN'de Antonino Zichichi liderliğindeki Bologna-CERN-Frascati (BCF) grubu tarafından başlatıldı . Zichichi, şimdi tau olarak adlandırılan yeni bir sıralı ağır lepton fikrini ortaya attı ve bir arama yöntemi icat etti. 1969'da hızlandırıcısı devreye girdiğinde, ADONE tesisinde deneyi gerçekleştirdi ; ancak, kullandığı hızlandırıcının tau parçacığını aramak için yeterli enerjisi yoktu.

Tau, Yung-su Tsai'nin 1971 tarihli bir makalesinde bağımsız olarak bekleniyordu . Bu keşif için teori sağlayan tau, 1974 ve 1977 yılları arasında Martin Lewis Perl tarafından Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi (SLAC) ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (LBL) grubundaki meslektaşları ile birlikte bir dizi deneyde tespit edildi. . Ekipmanları SLAC'ın o zamanlar yeni olan, SPEAR adı verilen elektron-pozitron çarpışan halkasından ve LBL manyetik dedektöründen oluşuyordu . Leptonları, hadronları ve fotonları tespit edip ayırt edebiliyorlardı . Doğrudan tau'yu tespit etmediler, bunun yerine anormal olayları keşfettiler:

Formun 64 olayını keşfettik

--

bunun için geleneksel bir açıklamamız yok.

Tespit edilmemiş en az iki parçacığa olan ihtiyaç, enerjiyi ve momentumu yalnızca bir taneyle koruyamama ile gösterilmiştir. Ancak başka müon, elektron, foton veya hadron tespit edilmedi. Bu olayın yeni bir parçacık çiftinin üretimi ve ardından bozunması olduğu öne sürüldü:

--

Bunu doğrulamak zordu, çünkü bunu üretmek için gereken enerji çifti D mezon üretimi için eşiğe benzer . Tau'nun kütlesi ve dönüşü daha sonra DESY- Hamburg'da Çift Kollu Spektrometre (DASP) ile ve SLAC-Stanford'da SPEAR Direkt Elektron Sayacı (DELCO) ile yapılan çalışma ile oluşturuldu.

Τ sembolü, keşfedilen üçüncü yüklü lepton olduğu için Yunanca τρίτον'dan (triton, İngilizce'de "üçüncü" anlamına gelir) türetilmiştir .

Martin Lewis Perl, 1995 Nobel Fizik Ödülü'nü Frederick Reines ile paylaştı . İkincisi, nötrinonun deneysel keşfi için kendisine düşen ödülle ödüllendirildi