Tau-Lepton

Dat τ-Lepton, Tau-Lepton oder Tauon is dat swoorste vun de dree laadten Leptonen vun’t Standardmodell vun de Elementardeelkenphysik. Sien Masse bedriggt 1,777 GeV/c², also ruchweg 3500 mol so veel as dat Elektron. Sien Levensduer is dorgegen bannig lütt un liggt bi ruchweg 2,906±0,010 · 10⁻¹³ s.

Naam un Opdecken

De Beteken Tauon oder beter de greeksche Bookstaav τ is na dat greeksche Woort τρίτην (tríton, „de Drüdde“) wählt worrn, vunwegen dat dat τ-Lepton dat drüdde laadte elektronenordige Deelken is^[1]. Opdeckt weer dat Tauon in’t Johr 1975 vun Martin L. Perl un sien Mitarbeiters an’n SLAC bi en Elektron-Positron-Kollision in’n SPEAR-Ring^[2]. Vör allen för disse Opdecken hett Perl 1995 den Nobelpries för Physik kregen.

Verfall

Feynman-Diagramm vun’n Tauonen-Verfall, mit ${\displaystyle \pi ^{-}\equiv (d,{\bar {u}})}$

Dat τ-Lepton kann in de lichteren Leptonen verfallen

${\displaystyle \tau ^{-}\to e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}+\nu _{\tau }\quad (17.83\pm 0.04)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to \mu ^{-}+{\bar {\nu }}_{\mu }+\nu _{\tau }\quad (17.41\pm 0.04)\%}$

man ok in verschedene Hadronen, as to’n Bispeel Pionen oder Kaonen. Disse List wiest en Utwahl vun de tallrieken Verfallsmööglichkeiten^[3]):

${\displaystyle \tau ^{-}\to \pi ^{-}+\pi ^{0}+\nu _{\tau }\quad (25.52\pm 0.09)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to \pi ^{-}+\nu _{\tau }\quad (10.83\pm 0.06)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to 2\pi ^{-}+\pi ^{+}+\nu _{\tau }\quad (9.31\pm 0.06)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to \pi ^{-}+2\pi ^{0}+\nu _{\tau }\quad (9.30\pm 0.11)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to 2\pi ^{-}+\pi ^{+}+\pi ^{0}+\nu _{\tau }\quad (4.62\pm 0.06)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to K^{*}(892)^{-}+\nu _{\tau }\quad (1.20\pm 0.07)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to \pi ^{-}+3\pi ^{0}+\nu _{\tau }\quad (1.05\pm 0.07)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to \pi ^{-}+{\bar {K}}^{0}+\nu _{\tau }\quad (0.84\pm 0.04)\%}$

${\displaystyle \tau ^{-}\to K^{-}+\nu _{\tau }\quad (0.70\pm 0.01)\%}$

De Quarktosamensetten vun de Mesonen, de an’n fakensten bedeeligt sünd, is:

${\displaystyle |\pi ^{-}\rangle =|d{\bar {u}}\rangle \ ,\quad |\pi ^{0}\rangle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}\left(|u{\bar {u}}\rangle -|d{\bar {d}}\rangle \right)}$

${\displaystyle |K^{-}\rangle =|s{\bar {u}}\rangle \ ,\quad |{\bar {K}}^{0}\rangle =|s{\bar {d}}\rangle }$

Disse Mesonen sünd pseudoskalare Mesonen mit den Samtspin 0 un en nich-gerade Parität ${\displaystyle J^{P}=0^{-}}$. Entstahn künnt aver ok Vektormesonen mit en Samtspin vun 1 un en nich-gerade Parität ${\displaystyle J^{P}=1^{-}}$, as dat ${\displaystyle K^{*}(892)^{-}}$:

${\displaystyle |{\bar {K}}^{*}(892)^{-}\rangle =|s{\bar {u}}\rangle }$