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τ-Lepton

Klassifikation
Elementarteilchen
Fermion
Lepton
Eigenschaften [1]
elektrische Ladung −1 e
(−1,602 · 10−19 C)
Masse 1,907 49(17) u
3,167 47(29) · 10−27 kg
3477,15(31) me
Ruheenergie 1776,82(16) MeV
Compton-Wellenlänge 0,697 787(63) · 10−15 m
Spin 1/2
mittlere Lebensdauer 2,906(10) · 10−13 s [2]

Das τ-Lepton (lies: „Tau-Lepton“), Tauon 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 EntdeckungBearbeiten

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 einer Elektron-Positron-Kollision im SPEAR-Ring entdeckt.[4] Insbesondere für diese Entdeckung erhielt Perl im Jahre 1995 den Nobelpreis für Physik.

ZerfallBearbeiten

 
Feynman-Diagramm der häufigsten Zerfallskanäle, wobei   gilt

Das τ-Lepton kann sowohl in die leichteren Leptonen zerfallen

 

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  :

 

EinzelnachweiseBearbeiten

  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 25. Juli 2015 (englisch).
  2. a b J. Beringer et al. (Particle Data Group): Review of Particle Physics. In: Physical Review D 86 (2012) 010001 (online).
  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, Nr. 22, 1975, S. 1489–1492. doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489.