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Tauon

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
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Klassifikation
Elementarteilchen
Fermion
Lepton
Eigenschaften<ref>Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus der Veröffentlichung der CODATA Task Group on Fundamental Constants: {{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:CODATA Recommended Values|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=CODATA Recommended Values}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Results?search_for=tau%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=CODATA Recommended Values}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Results?search_for=tau}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=CODATA Recommended Values}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:National Institute of Standards and Technology{{#if: 2019-07-04 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}} 1}}}} ) de 1}}}}| ; {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}}}{{#if:https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Results?search_for=tau%7C{{#if:{{#invoke:URLutil%7CisResourceURL%7C1=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Results?search_for=tau}} }}}}{{#if:CODATA Recommended Values|{{#if:{{#invoke:WLink|isValidLinktext|1=CODATA Recommended Values|lines=0}} }}}}{{#if: | In: {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{{werk}}}}}}}{{#if: National Institute of Standards and Technology| National Institute of Standards and Technology{{#if: |,|{{#if: 2019-07-04 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: | {{#if:{{#invoke:DateTime|format|{{{datum}}}|noerror=1}} format|{{{datum}}}|T._Monat JJJJ}} failure|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, datum={{{datum}}}|class=Zitationswartung}} }}{{#if: |,|{{#if: 2019-07-04 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: | S. {{{seiten}}}{{#if: |,|{{#if: 2019-07-04 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: {{#invoke:TemplUtl|faculty|}}| {{#if:National Institute of Standards and Technology|{{#if:|archiviert|ehemals}}|{{#if:|Archiviert|Ehemals}}}} {{#if:|vom|im}} Vorlage:Referrer{{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}| (nicht mehr online verfügbar)}}{{#if: | am {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}|{{{archiv-datum}}}{{#if:140199 ;}}}}{{#if: 2019-07-04| {{#if:National Institute of Standards and Technology{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|abgerufen|Abgerufen}} {{#switch: {{#invoke:Str|len| {{#invoke:DateTime|format| 2019-07-04 |ISO|noerror=1}} }} 4=im Jahr 7=im 10=am failure|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, abruf=2019-07-04|class=Zitationswartung}} }} {{#invoke:DateTime|format|2019-07-04|T._Monat JJJJ}} failure|1=Vorlage:Internetquelle | abruf=2026-MM-TT ist Pflichtparameter}} }}{{#if:{{#ifeq:en|de 1}}}}|{{#if:National Institute of Standards and Technology{{#if: 2019-07-04 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}} 1}}}} ( | (}}
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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

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.<ref>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).</ref> Es wurde im Jahre 1975 von Martin L. Perl und seinen Mitarbeitern am SLAC bei Elektron-Positron-Kollisionen im SPEAR-Ring entdeckt.<ref name="Perl1975">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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  }}</ref> Insbesondere für diese Entdeckung erhielt Perl im Jahre 1995 den Nobelpreis für Physik.

Zerfall

Datei:Feynman diagram of decay of tau lepton.svg
Feynman-Diagramm der häufigsten Zerfallskanäle, wobei <math>\pi^-\equiv(d,\bar u)</math> gilt

Das τ-Lepton kann sowohl in die leichteren Leptonen zerfallen<ref name="PDG" />

<math>

\begin{array}{lcll} \tau^- & \to & e^- + \bar\nu_e + \nu_\tau\ \quad\quad\quad & (17{,}82 \pm 0{,}04)\,\% \\ \tau^- & \to & \mu^- + \bar\nu_\mu + \nu_\tau & (17{,}39 \pm 0{,}04)\,\% \\ \end{array} </math>

als auch in verschiedene Hadronen, z. B. Pionen oder Kaonen. Hier eine Auswahl der zahlreichen Zerfallskanäle<ref name="PDG" />:

<math>

\begin{array}{lcll} \tau^- & \to & \pi^- + \pi^0 + \nu_\tau & ( 25{,}49 \pm 0{,}09)\,\% \\ \tau^- & \to & \pi^- + \nu_\tau & ( 10{,}82 \pm 0{,}05)\,\% \\ \tau^- & \to & 2\pi^- + \pi^+ + \nu_\tau & (\ 9{,}31 \pm 0{,}05)\,\% \\ \tau^- & \to & \pi^- + 2\pi^0 + \nu_\tau & (\ 9{,}26 \pm 0{,}10)\,\% \\ \tau^- & \to & 2\pi^- + \pi^+ + \pi^0 + \nu_\tau & (\ 4{,}62 \pm 0{,}05)\,\% \\ \tau^- & \to & K^*(892)^- + \nu_\tau & (\ 1{,}20 \pm 0{,}07)\,\% \\ \tau^- & \to & \pi^- + 3\pi^0 + \nu_\tau & (\ 1{,}04 \pm 0{,}07)\,\% \\ \tau^- & \to & \pi^- + \bar K^0 + \nu_\tau & (\ 0{,}840 \pm 0{,}014)\,\% \\ \tau^- & \to & K^- + \nu_\tau & (\ 0{,}696 \pm 0{,}010)\,\% \\ \end{array} </math>

Die Quarkzusammensetzung der am häufigsten beteiligten Mesonen lautet:

<math>

\begin{array}{lcll} |\pi^- \rangle & = & \ | d \bar u \rangle \\ |\pi^0 \rangle & = & \left(| u \bar u \rangle - | d \bar d \rangle \right) / \sqrt{2} \\ |K^- \rangle & = & \ | s \bar u \rangle \\ |\bar K^0 \rangle & = & \ | s \bar d \rangle \\ \end{array} </math>

Diese Mesonen sind pseudoskalare Mesonen mit Gesamtspin 0 und ungerader Parität <math>J^P=0^-</math>. Es können auch Vektormesonen mit Gesamtspin 1 und ungerader Parität <math>J^P=1^-</math> entstehen, so z. B. das <math>K^*(892)^-</math>:

<math>

\begin{array}{lcll} |\bar K^*(892)^- \rangle & = & | s \bar u \rangle \end{array} </math>

Einzelnachweise

<references />

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