Tauon

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τ-Lepton

Klassifikation
Elementarteilchen
Fermion
Lepton
Eigenschaften[1]
elektrische Ladung −1 e
Masse 1,907 54(13) u
3,167 54(21) · 10−27 kg
3477,23(23) me
Ruheenergie 1776,86(12) MeV
Compton-Wellenlänge 6,977 71(47) · 10−16 m
Spin ½
mittlere Lebensdauer 290,3(5) · 10−15 s [2]
Wechselwirkungen schwach
elektromagnetisch
Gravitation

Das Tauon, auch τ-Lepton, Tau-Lepton oder τ-Teilchen, ist das schwerste der drei geladenen Leptonen des Standardmodells der Elementarteilchen. Seine Masse beträgt 1777 MeV/c2 und damit etwa das 3500fache der Masse seines leichten Schwesterteilchens, des Elektrons. Seine mittlere Lebensdauer beträgt etwa 0,29 Pikosekunden, es ist damit deutlich instabiler als ein Myon.

Name und Entdeckung

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Der Name Tauon, bzw. der Buchstabe τ, wurde nach dem griechischen Wort für Drittes (τρίτον, tríton) gewählt, weil das τ-Lepton das dritte geladene elektronenartige Teilchen ist.[3] Es wurde im Jahre 1975 von Martin L. Perl und seinen Mitarbeitern am SLAC bei Elektron-Positron-Kollisionen im SPEAR-Ring entdeckt.[4] Insbesondere für diese Entdeckung erhielt Perl im Jahre 1995 den Nobelpreis für Physik.

Feynman-Diagramm der häufigsten Zerfallskanäle, wobei gilt

Das τ-Lepton kann sowohl in die leichteren Leptonen zerfallen[2]

als auch in verschiedene Hadronen, z. B. Pionen oder Kaonen. Hier eine Auswahl der zahlreichen Zerfallskanäle[2]:

Die Quarkzusammensetzung der am häufigsten beteiligten Mesonen lautet:

Diese Mesonen sind pseudoskalare Mesonen mit Gesamtspin 0 und ungerader Parität . Es können auch Vektormesonen mit Gesamtspin 1 und ungerader Parität entstehen, so z. B. das :

Einzelnachweise

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  1. Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus der Veröffentlichung der CODATA Task Group on Fundamental Constants: CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 4. Juli 2019 (englisch).
  2. a b c M. Tanabashi et al. (Particle Data Group): Review of Particle Physics. In: Physical Review D. Band 98, 030001, 31. Juli 2018, doi:10.1103/PhysRevD.98.030001 (englisch, APS download [PDF; 66,9 MB; abgerufen am 4. Juli 2019]).
  3. Martin L. Perl: Evidence for, and properties of, the new charged heavy lepton. In: Tran Thanh Van (Hrsg.): Proceedings of the XII Rencontre de Moriond. 1977. (SLAC-PUB-1923, PDF).
  4. M. L. Perl et al.: Evidence for Anomalous Lepton Production in e+−e Annihilation. In: Physical Review Letters. 35. Jahrgang, Nr. 22, 1975, S. 1489–1492, doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489.