Tau (deeltjie)

Tau
Die tau se plek in die Standaardmodel (onder leptone).
Die tau se plek in die Standaardmodel (onder leptone).
Samestelling Elementêre deeltjie
Statistiek Fermionies
Groep Leptone
Generasie Derde
Wisselwerking Swaartekrag, elektromagneties, swak
Simbool τ−
Antideeltjie Antitau (τ+)
Ontdek Martin Lewis Perl et al. (1975)[1][2]
Massa 1 776,82±0,16 MeV/c2[3]
Gem. leeftyd 2,906(10)×10−13 s[3]
Verval in Sien kopie
Elektriese lading −1 e[3]
Kleurlading Geen
Spin 1/2 [3]
Swak isospin LH: -1/2, RH: 0
Swak hiperlading LH: -1, RH: -2
’n Feynman-diagram van die algemene moontlike vervalle van die tau deur die emissie van ’n W-boson.

Die tau (τ), ook bekend as die taulepton of tauon, is ’n elementêre deeltjie soortgelyk aan die elektron, met ’n negatiewe elektriese lading en ’n spin van 1/2. Nes die elektron, muon en die drie neutrino's is dit ’n lepton. Soos alle elementêre deeltjies het die tau ’n antideeltjie met ’n teenoorgestelde lading maar dieselfde massa en spin – dit word die antitau of positiewe tau genoem.

Tauleptone het ’n leeftyd van 2,9×10−13 s en ’n massa van 1 777,8 MeV/c2. Aangesien hul wisselwerkings baie soos dié van die elektron is, kan aan ’n tau gedink word as ’n swaarder elektron. Soos met ander gelaaide leptone die geval is, het die tau ’n ooreenstemmende tauneutrino.

Tauverval

[wysig | wysig bron]

Die tau is die enigste lepton wat in hadrone kan verval – die ander leptone het nie genoeg massa nie. Nes die ander vervalmodusse van die tau geskied die hadroniese verval deur die swak wisselwerking.[4] Die vertakkingsverhouding van die dominante hadroniese tauvervalle is:[3]

  • 25,52% vir die verval in ’n pion met ’n lading, ’n neutrale pion en ’n tauneutrino;
  • 10,83% vir die verval in ’n pion met ’n lading en ’n tauneutrino;
  • 9,30% vir die verval in ’n pion met ’n lading, twee neutrale pione en ’n tauneutrino;
  • 8,99% vir die verval in drie pione met ’n lading (waarvan twee dieselfde lading het) en ’n tauneutrino;
  • 2,70% vir die verval in drie pione met ’n lading (waarvan twee dieselfde lading het), ’n neutrale pion en ’n tauneutrino;
  • 1,05% vir die verval in drie neutrale pione, ’n pion met ’n lading en ’n tauneutrino.

Die tau sal sowat 64,79% van die tyd hadronies verval. Omdat die leptongetal behoue bly in ’n swak verval, word ’n tauneutrino altyd geskep wanneer ’n tau verval.[4]

Die vertakkingsverhouding van die suiwer leptoniese tauvervalle is:[3]

  • 17,82% vir die verval in ’n tauneutrino, elektron en elektron-antineutrino;
  • 17,39% vir die verval in ’n tauneutrino, muon en muon-antineutrino.

Die ooreenkoms in die waardes van die twee vertakkingsverhoudings is as gevolg van leptonuniversaliteit (die feit dat die wisselwerkings tussen leptone en ykbosone dieselfde vir alle leptone is)..

Eksotiese atome

[wysig | wysig bron]

Daar word voorspel die taulepton sal, nes ander gelaaide subatomiese deeltjies, eksotiese atome vorm. Een so ’n atoom, wat "tauonium" genoem word na analogie van muonium, bestaan uit ’n antitau en ’n elektron: τ+e−.[5]

Nog een is die onium τ+τ− met die naam "ware tauonium" en is moeilik om te bespeur weens die tau se uiters kort leeftyd teen die lae (nierelativistiese) energieë wat nodig is om dié atoom te vorm. Die bespeuring daarvan is belangrik vir kwantumelektrodinamika.[5]

Verwysings

[wysig | wysig bron]
  1. ↑ L. B. Okun (1980). Leptons and Quarks. V.I. Kisin (vert.). North-Holland Publishing. p. 103. ISBN 978-0444869241.
  2. ↑ Perl, M.L. (1975). "Evidence for Anomalous Lepton Production in e+e− Annihilation". Physical Review Letters. 35 (22): 1489. Bibcode:1975PhRvL..35.1489P. doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 J. Beringer (Particle Data Group) (2012). "Review of Particle Physics: Leptons". Physical Review D. 86 (1): 581–651. Bibcode:2012PhRvD..86a0001B. doi:10.1103/PhysRevD.86.010001.
  4. ↑ 4,0 4,1 Riazuddin (2009). "Non-standard interactions" (PDF). NCP 5th Particle Physics Sypnoisis. 1 (1): 1–25. Geargiveer vanaf die oorspronklike (PDF) op 3 Maart 2016. Besoek op 22 Desember 2018.
  5. ↑ 5,0 5,1 Brodsky, Stanley J.; Lebed, Richard F. (2009). "Production of the Smallest QED Atom: True Muonium (μ+μ−)". Physical Review Letters. 102 (21): 213401. arXiv:0904.2225. Bibcode:2009PhRvL.102u3401B. doi:10.1103/PhysRevLett.102.213401. PMID 19519103.

Eksterne skakels

[wysig | wysig bron]