Tau lepton
| Kompozicija | Elementarna čestica |
|---|---|
| Statistike | fermionske |
| Generacija | treća |
| Interakcije | gravitaciona, elektromagnetna, slaba |
| Simbol | τ− |
| Antičestica | antitau (τ+) |
| Otkriven | Martin Luis Perl et al. (1975)[1][2] |
| Masa | 1,776,86±0,12 MeV/c2[3] |
| Srednji poluživot | (2,903±0,005)×10−13 s[3] |
| Naelektrisanje | −1 e[3] |
| Boja naboja | nema |
| Spin | 1/2[3] |
| Slabi izospin | LH: −1/2, RH: 0 |
| Slabi hipernaboj | LH: -1, RH: −2 |
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 | уреди извор]
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 naboj 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 | уреди извор]
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 antineutrino (17,39%).
Egzotični atomi[уреди | уреди извор]
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 tauonijum, koji se sastoji od antitauona i elektrona: τ+e−.[4] Drugi je onijum atom τ+τ− koji se naziva pravi tauonijum. On se teško može detektovati usled ekstremno kratkog životnog veka tau čestica na niskim (nerelativističkim) energijama neophodnim da se formira ovaj atom. Njegova detekcija je važna za kvantnu elektrodinamiku.[4]
Reference[уреди | уреди извор]
- ^ L. B. Okun (1980). Leptons and Quarks. V.I. Kisin (trans.). North-Holland Publishing. стр. 103. ISBN 978-0444869241.
- ^ Perl, M. L.; Abrams, G.; Boyarski, A.; Breidenbach, M.; Briggs, D.; Bulos, F.; Chinowsky, W.; Dakin, J.; et al. (1975). „Evidence for Anomalous Lepton Production in e+e− Annihilation”. Physical Review Letters. 35 (22): 1489. Bibcode:1975PhRvL..35.1489P. doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489.
- ^ а б в г M. Tanabashi et al. (Particle Data Group) (2018). „Review of Particle Physics”. Physical Review D. 98 (3): 030001. doi:10.1103/PhysRevD.98.030001.
- ^ а б
Brodsky, Stanley J.; Lebed, Richard F. (2009). „Production of the Smallest QED Atom: True Muonium (μ+μ−)”. Physical Review Letters. 102 (21): 213401. Bibcode:2009PhRvL.102u3401B. PMID 19519103. arXiv:0904.2225
. doi:10.1103/PhysRevLett.102.213401.
Literatura[уреди | уреди извор]
- “Atomistika” Vladimir Vukanović
- “Subatomic particles” Steven Weinberg
- “Kvantna fizika” Eyvind H. Wichmann
- C. Amsler; et al. (Particle Data Group) (2008). „Review of Particle Physics” (PDF). Physics Letters B. 667 (1): 1. Bibcode:2008PhLB..667....1A. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018.
- I. V. Anicin (2005). „The Neutrino: Its Past, Present and Future”. arXiv:physics/0503172 .
- Y. Fukuda; et al. (1998). „Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos”. Physical Review Letters. 81 (8): 1562—1567. Bibcode:1998PhRvL..81.1562F. arXiv:hep-ex/9807003 . doi:10.1103/PhysRevLett.81.1562.
- K. Kodama; et al. (2001). „Observation of tau neutrino interactions”. Physics Letters B. 504 (3): 218—224. Bibcode:2001PhLB..504..218D. arXiv:hep-ex/0012035 . doi:10.1016/S0370-2693(01)00307-0.
- B. R. Martin; G. Shaw (1992). „Chapter 2: Leptons, quarks and hadrons”. Particle Physics
. John Wiley & Sons. стр. 23–47. ISBN 978-0-471-92358-9. - S. H. Neddermeyer, C. D. Anderson; Anderson (1937). „Note on the Nature of Cosmic-Ray Particles” (PDF). Physical Review. 51 (10): 884—886. Bibcode:1937PhRv...51..884N. doi:10.1103/PhysRev.51.884.
- J. Peltoniemi; J. Sarkamo (2005). „Laboratory measurements and limits for neutrino properties”. The Ultimate Neutrino Page. Приступљено 2008-11-07.
- M. L. Perl; et al. (1975). „Evidence for Anomalous Lepton Production in e+–e− Annihilation”. Physical Review Letters. 35 (22): 1489—1492. Bibcode:1975PhRvL..35.1489P. doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489.
- M. E. Peskin; D. V. Schroeder (1995). Introduction to Quantum Field Theory. Westview Press. ISBN 978-0-201-50397-5.
- K. Riesselmann (2007). „Logbook: Neutrino Invention”. Symmetry Magazine. 4 (2). Архивирано из оригинала на датум 2009-05-31.
- L. Rosenfeld (1948). Nuclear Forces. Interscience Publishers. стр. xvii.
- R. Shankar (1994). „Chapter 2: Rotational Invariance and Angular Momentum”. Principles of Quantum Mechanics (2nd изд.). Springer. стр. 305—352. ISBN 978-0-306-44790-7.
- S. Weinberg (2003). The Discovery of Subatomic Particles. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-82351-7.
- R. Wilson (1997). Astronomy Through the Ages: The Story of the Human Attempt to Understand the Universe. CRC Press. стр. 138. ISBN 978-0-7484-0748-4.
