Տաու (մասնիկ)

Անվան այլ կիրառումների համար տե՛ս՝ Տաու (այլ կիրառումներ)Տաու (τ), տաու լեպտոն, տաու մասնիկ կամ տաոն, տարրական մասնիկ, նման է էլեկտրոնին բացասական էլեկտրական լիցքով և 1⁄2 սպինով։ Էլեկտրոնի, մյուոնի և երեք նեյտրինոների հետ դասվում է լեպտոնների շարքին։ Ինչպես բոլոր տարրական մասնիկները, տաուն նույնպես ունի համապատասխան հակամասնիկը՝ հակառակ լիցքով, բայց նույն զանգվածով և սպինով։ Տաուի հակամասնիկը կոչվում է «հակատաու» (երբեմն՝ «դրական տաու»)։ Տաու մասնիկները նշանակվում են τ+ և τ-։
Տաու լեպտոնների կյանքի տևողությունը 2.9×10−13 վ է, զանգվածը՝ 1776.82 ԳէՎ/c2 (մյուոնի զանգվածը 105.7 ՄէՎ/c2 է, էլեկտրոնինը՝ 0.511 ՄէՎ/c2)։ Քանի որ տաուի փոխազդեցությունները շատ նման են էլեկտրոնների փոխազդեցություններին, այն կարելի է համարել էլեկտրոնի ծանր տեսակը։ Մեծ զանգվածի պատճառով տաու մասնիկը էլեկտրոնի նման հաճախ չի ենթարկվում արգելակման ճառագայթման, այդ պատճառով այն ունակ է մեծ ներթափանցման՝ համեմատած էլեկտրոնների հետ։ Սակայն կյանքի կարճ տևողության պատճառով տաուի թափանցելիության ունակությունը ի հայտ է գալիս միայն գերբարձր՝ ՊէՎ-ից (պետաէլեկտրոնվոլտ, 1015 էՎ) բարձր էներգիաների դեպքում։
Ինչպես մյուս լիցքավորված լեպտոնները, տաուն ունի իրեն զուգակցված նեյտրինո՝ տաու-նեյտրինո։


== Պատմություն ==
Տաու մասնիկը հայտնաբերել է Մարտին Լուիս Պերլը 1974-1977 թթ․ անցկացված մի շարք փորձերի արդյունքում, Ստանֆորդի գծային արագացուցչային կենտրոնի և Բերկլիի ազգային լաբորատորիայի խմբի հետ։ Տրոհման հաջորդական մեխանիզմը հետևյալն է՝

e+ + e- → τ++ τ- → e± + μ∓ + 4ν։Մասնիկն իր անունը և τ նշանակումը ստացել է հունարեն τρίτον (տրիտոն՝ երրորդ բառից), քանի որ հայտնաբերված երրորդ լիցքավորված լեպտոնն էր։
Մարտին Պերլը 1995 Ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ ստացավ Ֆրեդերիկ Ռայնեսի հետ միասին։ Վերջինից մրցանակը շնորհվեց նեյտրինոյի բացահայտման համար։


== Տաու տրոհում ==
 
Տաու մասնիկը միակ լեպտոնն է, որ կարող է տրոհվել հադրոնների․ մյուս լեպտոնները դրա համար բավարար զանգված չունեն։ Տրոհումը ընթանում է թույլ միջուկային ուժերի միջոցով։
Տաու մասնիկի հադրոնային տրոհումները ընթանում են հիմնականում հետևյալ ճյուղային հարաբերակցություններով․

25.52%- տրոհում լիցքավորված պիոնի, չեզոք պիոնի և տաու նեյտրինոյի,
10.83% տրոհում լիցքավորված պիոնի և տաու նեյտրինոյի,
9.30% տրոհում լիցքավորված պիոնի, երկու չեզոք պիոնների և տաու նեյտրինոյի,
8.99% տրոհում երեք լիցքավորված պիոնների (որոնցից երկուսի լիցքը նույնն է) և տաու նեյտրինոյի,
2.70% տրոհում երեք լիցքավորված պիոնների,
1.05% տրոհում երեք չեզոք պիոնների, լիցքավորված պիոնի և տաու նեյտրինոյի։Ընդհանրապես տաու լեպտոնը հադրոնային ճանապարհով տրոհվում է մոտ 64.79% դեպքում։
Քանի որ թույլ տրոհումների ժամանակ տաոնային լեպտոնային թիվը պահպանվում է, երբ տաու մասնիկը տրոհվում է մյուոնի կամ էլեկտրոնի, տաու նեյտրինո է առաջանումՍովորական մաքուր լեպտոնային տաու տրոհումների ճյուղային հարաբերակցությունը հետևյալն է
17.82% տրոհում տաու նեյտրինոյի, էլեկտրոնի և էլեկտրոնային հականեյտրինոյի,
17.39% տրոհում տաու նեյտրինոյի, մյուոնի և մյուոնային հականեյտրինոյի։Այս թվերի մոտիկությունը պայմանավորված է լեպտոնային ունիվերսալությամբ։


== Էկզոտիկ ատոմներ ==
Կանխատեսվում է, որ տաու լեպտոնը կազմում է էկզոտիկ ատոմներ, ինչպես մյուս լիցքավորված ներատոմային մասնիկները։ Դրանցից մեկը կոչվում է տաուոնիում՝ մյուոնիումի համանմանությամբ, կազմված է հակատաոնից և էլեկտրոնից, τ+e-Այդպիսի ատոմ է նաև օնիումը՝ τ+τ- որը կոչվում է իսկական տաոնիում և որը դժվար է հայտնաբերել։ Նրա հայտնաբերումը կարևոր է քվանտային էլեկտրադինամիկայի համար։


== Ծանոթագրություններ ==


== Արտաքին հղումներ ==
Ֆիզիկայի նոբելյան մրցանակ,  1995 թ․ (անգլ.)
Տաու մասնիկի հայտնագործումը, Պերլի գրանցամատյանից Archived 2014-11-10 at the Wayback Machine. (անգլ.)
Տաուի հայտնագործությունը․ երեք թղթի պատմություն (անգլ.)