Tauone
La particella tau, o tauone, simboleggiata con la lettera greca "τ" (tau) è una particella elementare con carica negativa (q = -e, carica dell'elettrone) e una massa notevole, pari a 1 777 MeV/c2. Ad essa è associata un'antiparticella (anti-tauone), che ne differisce solo per avere carica positiva, ed un neutrino (neutrino tauonico).
| Tauone | |
|---|---|
| Classificazione | Particella elementare |
| Famiglia | Fermioni |
| Gruppo | Leptoni |
| Generazione | Terza |
| Interazioni | Gravità, elettromagnetica, debole |
| Simbolo | τ− |
| Antiparticella | Antitauone (τ+) |
| Scoperta | Martin L. Perl e altri (1975) |
| Proprietà fisiche | |
| Massa | 1776,86±0,12 MeV/c2[1] |
| Vita media | 290,6×10−15 s[1] |
| Prodotti di decadimento | π + ντ (~65%) e−/μ− + νe/νμ + ντ (~35%) |
| Carica elettrica | −1 e |
| Carica di colore | No |
| Spin | ½ |
Il tauone è il leptone carico di terza generazione, dopo il muone (seconda) e l'elettrone (prima) e tra questi è il più massivo, superando in questo il protone (o il neutrone); come tutti i leptoni ha spin 1/2 e quindi è anche un fermione. Come il muone, anche il tauone è una particella instabile che, con quella grande massa, è soggetta però ad una varietà di decadimenti, che comunque sono tutti governati dall'interazione debole:[2] si conoscono due modalità di decadimento puramente leptoniche (nel 35,24% dei casi) e, nel restante dei casi, sei altre modalità in cui tra i prodotti figurano anche i pioni e i kaoni, che però sono degli adroni, oltre ai leptoni; in questo il tauone è l'unico leptone a poterlo fare, gli altri (μ ed e) hanno masse insufficienti. La sua emivita complessiva per questi decadimenti è brevissima, meno di un picosecondo: (2,903±0,005)×10−13 s.[3]
Per il fatto di avere massa maggiore di quella del muone, il tauone è una particella più penetrante. Tuttavia, la sua emivita brevissima rende problematico riuscire ad osservarne la radiazione di frenamento (Bremsstrahlung) e la stessa lunghezza di penetrabilità.[4]
Si può originare dal decadimento del bosone Z0 o anche dalla collisione di due fotoni.[5]
Storia
La particella tau fu scoperta in esperimenti condotti tra il 1974 e il 1977 da Martin Lewis Perl e dai suoi colleghi allo SLAC.[6][7] Grazie ad essi gli fu conferito il premio Nobel nel 1995, che condivise con Frederick Reines. Quest'ultimo vinse il premio per la scoperta del neutrino.[8]
Il simbolo «τ» (e di conseguenza anche il nome «tau») venne scelto in quanto, dopo aver riconosciuto che questa particella era un leptone carico di terza generazione, gli venne assegnata la lettera τ (tau) perché iniziale di τρίτον (terzo, in greco),[9] dopo che al muone di seconda generazione era stata data un'altra lettera greca (μ).[10]
Atomi esotici
Si prevede che il tauone possa formare atomi esotici come altre particelle subatomiche cariche. Uno di questi, detto tauonio in analogia con il muonio, sarebbe composto da un antitauone (τ+) e un elettrone.[11]
Un altro è un atomo di tipo "onio" composto da un tauone e da un antitauone; è detto vero tauonio ed è difficile da individuare perché il tauone ha una vita media estremamente breve alle basse energie (non-relativistiche) necessarie per formare questo atomo. La sua individuazione sperimentale sarebbe importante come test per l'elettrodinamica quantistica.[11]
Note
Voci correlate
Collegamenti esterni
- Premio Nobel per la Fisica 1995, su nobelprize.org.
- Il quaderno di laboratorio di Perl che mostra la scoperta del tauone, su symmetrymag.org (archiviato dall'url originale il 2 ottobre 2006).
- A Tale of Three Papers gives the covers of the three original papers announcing the discovery.
- [2]
| Controllo di autorità | GND (DE) 4233855-4 |
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