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. 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. Vör allen för disse Opdecken hett Perl 1995 den Nobelpries för Physik kregen.

Verfall

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

Dat τ-Lepton kann in de lichteren Leptonen verfallen

${\tau }^{-}\to e^{-}+{\overline{\nu }}_e+{\nu }_{\tau }(17.83\pm 0.04)\mathrm{\%}$

${\tau }^{-}\to {\mu }^{-}+{\overline{\nu }}_{\mu }+{\nu }_{\tau }(17.41\pm 0.04)\mathrm{\%}$

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

$|{\pi }^{-}⟩=|d\overline{u}⟩,|{\pi }^0⟩=\frac{1}{\sqrt{2}}(|u\overline{u}⟩-|d\overline{d}⟩)$

$|K^{-}⟩=|s\overline{u}⟩,|{\overline{K}}^0⟩=|s\overline{d}⟩$

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

$|{\overline{K}}^{*}(892{)}^{-}⟩=|s\overline{u}⟩$