Tau lepton

Из Википедије, слободне енциклопедије
Standardni model elementarnih čestica gde su fermioni u prve 3 kolone

Tau lepton, takođe poznat kao tau čestica, tauon ili prosto tau je jedna od elementarnih čestica sa spinom od ½ i negativnim naelektrisanjem. Tau je jedna vrsta leptona zajedno sa elektronom, mionom i njihova 3 neutrina. On se obeležava simbolom τ−. Otkrio ga je 1995. naučnik Martin Luis Perl koji je za to otkriće dobio Nobelovu nagradu. Kao i ostali naelektrisani leptoni tau ima svoj neutrino koji se obeležava sa ντ. Antitau ili pozitivni tau je аntičestica koja mu odgovara i koja ima istu masu i spin ali suprotno naelektrisanje i obeležava se znakom τ+.

Pošto je tau čestica naelektrisana na nju deluje elektromagnetna sila daleko jače nego gravitaciona sila. Zanimljivo je da je tau mnogo masivniji nego sto se očekivalo. Ispostavilo se da je energija potrebna da se stvori par tau čestica 3,6 GeV što znači da mu je masa mirovanja 1,8 GeV. To je oko 2 puta veća masa nego masa protona i čak oko 4000 puta veća od mase elektrona. Zbog tako velike mase tau lepton ima vreme života od samo 2,9×10−13 s. Zbog sličnih karakteristika tau čestice reaguju sa drugim česticama skoro isto kao i elektroni. Jedna od većih razlika je da imaju manje zakočno zračenje od elektrona zbog njihove veće mase. To zakočno zračenje je takođe teško izmeriti zbog kratkog vremena života tau čestice.

Otkriće[уреди]

U 20. veku ili tačnije od 1970-1980 na univerzitetu u Stanfordu, Martin Lewis Perl je u nizu eksperimenata koji su se sastojali od sudaranja elektrona i pozitrona primetio da fali energija nakon takvih sudara. Pošto nijedna druga čestica nije bila detektovana pretpostavio je da je to par nekih novih čestica. Ovo je bilo teško da se dokaže jer je energija koja je potrebna da se stvori par tauona i antitauona slična energiji potrebnoj da se stvori D mezon. Kasniji eksperimenti u Hamburgu i na Stanfordu su pronašli masu i spin tau leptona. Simbol τ mu je dodeljen zbog grčke reči τρίτον što znači treći, jer je bio treći otkriven lepton.

Nakon otkrića tau čestice počeo je lov na tau neutrine jer svaki lepton nastaje iz sudara njegovih neutrina, što znači da moraju postojati tau neutrini koji stvaraju tau čestice. Nisu uspeli da direktno uoče tau neutrino zbog njegovih karakteristika, a to su: nema električni napon kao i svi drugi neutrini, i ima veoma malu masu što mu omogućava da se kreće brzinom bliskom brzini svetlosti. Iako nisu uspeli da ih direktno posmatraju, dokazali su njihovo postojanje pomoću posmatranja njihovih interakcija.

Raspad[уреди]

Fajnmanov dijagram koji pokazuje raspad tau leptona pri kome se stvara W bozon

Postoji više načina na koje tauon može da se raspadne, i on je jedini od leptona koji može da se raspadne na hadrone jer drugi nemaju dovoljno veliku masu. Najveće šanse ima raspad gde nastanu tau neutrino, elektron i elektronski antineutrino (17,82%) i raspad gde nastanu tau neutrino, mion i mionski neutrino (17,39%).

Egzotični atomi[уреди]

Tau čestice mogu da grade neke vrste atoma koji se zovu egzotični atomi. Egzotični atomi su atomi kod kojih je jedna od čestica zamenjena nekom drugom česticom istog naelektrisanja. Tauoni mogu da grade dve vrste ovakvih atoma. Jedna je tauonium, koji se sastoji od antitauona i elektrona. Druga je onium, što je u stvari opšti naziv za sve egzotične atome koji se sastoje od neke čestice i njene antičestice, pa tako i tauon zajedno sa antitauonom gradi jedan onium.

Literatura[уреди]

  • “Atomistika” Vladimir Vukanović
  • “Subatomic particles” Steven Weinberg
  • “Kvantna fizika” Eyvind H. Wichmann

Spoljašnje veze[уреди]