Tau-lepton

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A tauon (tau-részecske, tau-lepton) egy negatív elektromos töltésű elemi részecske, melynek

Besorolása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A tau-lepton a leptonok harmadik családjába tartozik. Rokonai az elektron (1. család) és a müon (2. család). Az elektronhoz és a müonhoz hasonlóan a tau-lepton is pontszerű; nincs észlelhető szerkezete, ha van egyáltalán az a 10‒18 méter alatti tartományban van. Az elektronhoz és müonhoz hasonlóan a tau-lepton spinje 1/2. A tau-lepton és az antirészecskéje az elektronnal illetve a pozitronnal azonos elektromos töltésű.

Bomlása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A tau-lepton az egyetlen lepton, mely hadronokká is képes bomlani, a többinek ehhez nincs elegendő tömege. A hadronikus és a többi bomlási módja is a gyenge kölcsönhatással történik.

Mivel a tau-szerű leptonszám megmarad (legalábbis közelítőleg a neutrínó-oszcilláció miatt), akkor keletkezik tau-neurtínó, amikor a tau-lepton müonra vagy elektronra bomlik.

\tau^- \rightarrow \nu_\tau + e^- + \bar\nu_e

\tau^- \rightarrow \nu_\tau  + \mu^- +  \bar\nu_\mu

A tau elektronra és neutrínókra bomlásának elágazási aránya 18%, a müonra és neutrínókra bomlásé hasonló, a hadronokra bomlásé 64%.

Felfedezése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

1975-ben fedezte fel Martin Lewis Perl a kollégáival az SLAC-ban. Berendezésük az SLAC új elektron-pozitron ütköztetőgyűrűjéhez a SPEAR-hez tartozott, és az LBL detektorhoz. Észlelni tudták, és meg tudták különböztetni a leptonokat, hadronokat és a fotonokat. Nem a tau-leptont magát figyelték meg, hanem a következő anomális eseményt:

e^+ + e^- \rightarrow e^{\pm} + \mu^{\mp} + nem észlelt részecskék

Kellett olyan részecskéknek lenniük, melyeket nem észleltek, mert az észlelt energia kevesebb volt, mint a kezdeti. Feltételezték, hogy ennek az az oka, hogy tau-leptonok keletkeztek, de azok rögtön elbomlottak:

e^+ + e^- \rightarrow \tau^+ + \tau^- \rightarrow e^{\pm} + \mu^{\mp} + 4 neutrínó

Ezt elég nehéz volt igazolni, mivel az az energia, mely a τ+τ pár létrehozásához szükséges, nagyjából egyezik a D-mezon létrehozásához szükséges energiával. A tau-lepton tömegét és spinjét a heidelbergi DESY-nél és a SPEAR gyűrű DELCO műszerében (Direct Electron Counter) határozták meg.

Martin Perl 1995-ben megosztott fizikai Nobel-díjat kapott Frederick Reines-szel. Az utóbbit a neutrínó felfedezéséért tüntették ki.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Az angol Wikipédia
  • M. L. Perl et al, "Evidence for Anomalous Lepton Production in e+-e- Annihilation" Phys. Rev. Lett., 35, 1489 (1975)

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]