Та́у-лепто́н, тао́н (от греческой буквы греч. τ — тау, использующейся для обозначения) — нестабильная элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом и спином ½. В Стандартной Модели физики элементарных частиц классифицируется как часть лептонного семейства фермионов (вместе с электроном, мюоном и нейтрино). Как и все фундаментальные частицы, тау-лептон имеет античастицу с зарядом противоположного знака, но с равной массой и спином: антитау-лептон (антитаон). Вместе с ним, а также с тау-нейтрино и с тау-антинейтрино, тау-лептон составляет третье поколение лептонов.

Тау-лептон ()
Диаграмма Фейнмана основных распадов τ-лептона
Диаграмма Фейнмана основных распадов τ-лептона
Состав элементарная частица
Семья фермионы
Группа лептоны
Поколение 3
Участвует во взаимодействиях электромагнитное,
слабое,
гравитационное
Античастица
Кол-во типов 1
Масса 1,77682(16) ГэВ[1]
Время жизни 2,9⋅10−13 с
Каналы распада
  • (17,4 %)
  • (17,8 %)
  • адроны (> 50 %)
Обнаружена 1975 год
Квантовые числа
Электрический заряд −1
Цветовой заряд отсутствует
Барионное число 0
Лептонное число +1
Спин ½ ħ
Кол-во спиновых состояний 2

Тау-лептон был открыт в 1975 году на электрон-позитронном коллайдере SPEAR в Национальной ускорительной лаборатории SLAC (Стэнфорд, США) М. Перлом и сотрудниками[2]. Тау-лептоны образовывались в результате столкновений быстрых электронов и позитронов:

За открытие этой частицы Мартин Перл получил Нобелевскую премию по физике за 1995 год.

Масса тау-лептона 1776,86 МэВ (что в 3477,17 раз больше массы электрона). Время жизни 2,9⋅10−13 с.

Каналы распада

править

Тау-лептон может распадаться на более легкие лептоны[3]:

 

Тау-лептон является единственным лептоном, который может распадаться на адроны (пи-мезоны, каоны), так как остальные лептоны не имеют достаточной массы. Известные каналы распадов тау-лептона на адроны[3]:

 

Примечания

править
  1. Fundamental Physical Constants — Complete Listing. Дата обращения: 19 июня 2011. Архивировано 8 декабря 2013 года.
  2. M. L. Perl et al. Evidence for Anomalous Lepton Production in e+–e Annihilation // Phys. Rev. Lett. : журнал. — 1975. — Т. 35. — С. 1489—1492. — doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489.
  3. 1 2 Tanabashi, M.; et al. (Particle Data Group) (2018). "Review of Particle Physics". Physical Review D. 98 (3): 030001. Bibcode:2018PhRvD..98c0001T. doi:10.1103/PhysRevD.98.030001. Архивировано 6 марта 2021. Дата обращения: 12 августа 2022.