Quelltext der Seite Tauon

{{Infobox Teilchen
|name= τ-Lepton
|klassifikation= [[Elementarteilchen]]<br />[[Fermion]]<br />[[Lepton]]
|hauptquelle= <ref>Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus der Veröffentlichung der [[CODATA|CODATA Task Group on Fundamental Constants]]: {{Internetquelle |url=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Results?search_for=tau |titel=CODATA Recommended Values |hrsg=National Institute of Standards and Technology |sprache=en |abruf=2019-07-04}}</ref>
|ladung_e= -
|masse_u= 1,907&nbsp;54(13)
|masse_kg= 3,167&nbsp;54(21)&nbsp;·&nbsp;10<sup>−27</sup>
|masse_me= 3477,23(23)
|ruheenergie_mev= 1776,86(12)
|compton_wellenlaenge_m= 6,977&nbsp;71(47)&nbsp;·&nbsp;10<sup>−16</sup>
|gyromagnetisches_verhaeltnis_st= 
|spinzahl= 1/2
|lebensdauer= 290,3(5)&nbsp;·&nbsp;10<sup>−15</sup>&nbsp;s&nbsp;<ref name="PDG">{{Literatur |Autor=M. Tanabashi et al. ([[Particle Data Group]]) |Titel=Review of Particle Physics |Sammelwerk=[[Physical Review]] D |Band=98, 030001 |Datum=2018-07-31 |Sprache=en |Online=[https://journals.aps.org/prd/pdf/10.1103/PhysRevD.98.030001 APS download] |Format=PDF |KBytes=66866 |Abruf=2019-07-04 |DOI=10.1103/PhysRevD.98.030001}}</ref>
|bild= 
|wechselwirkung= [[Schwache Wechselwirkung|schwach]]<br />[[Elektromagnetische Wechselwirkung|elektromagnetisch]]<br />[[Gravitation]]
}}

Das '''Tauon''', auch '''τ-Lepton''', '''Tau-Lepton'''  oder '''τ-Teilchen''', ist das schwerste der drei geladenen [[Lepton]]en des [[Standardmodell]]s der [[Elementarteilchen]]. Seine [[Masse (Physik)|Masse]] beträgt 1777 [[Elektronenvolt|MeV]]/[[Lichtgeschwindigkeit|c]]<sup>2</sup> und damit etwa das 3500fache der Masse seines leichten Schwesterteilchens, des [[Elektron]]s. Seine [[Lebensdauer (Physik)|mittlere Lebensdauer]] beträgt etwa 0,29 Pikosekunden, es ist damit deutlich instabiler als ein [[Myon]].

== Name und Entdeckung ==
Der Name ''Tauon'', bzw. der [[Tau (Buchstabe)|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, [https://slac.stanford.edu/pubs/slacpubs/1750/slac-pub-1923.pdf PDF]).</ref> Es wurde im Jahre 1975 von [[Martin L. Perl]] und seinen Mitarbeitern am [[Stanford Linear Accelerator|SLAC]] bei Elektron-Positron-Kollisionen im SPEAR-Ring entdeckt.<ref name="Perl1975">{{cite journal|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=35|issue=22|pages=1489–1492|date=1975|author=M. L. Perl et al.|title=Evidence for Anomalous Lepton Production in e<sup>+</sup>−e<sup>−</sup> Annihilation|doi=10.1103/PhysRevLett.35.1489}}</ref> Insbesondere für diese Entdeckung erhielt Perl im Jahre 1995 den [[Nobelpreis für Physik]].

== Zerfall ==
[[Datei:Feynman diagram of decay of tau lepton.svg|mini|hochkant=1.2|[[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 [[Hadron]]en, z.&nbsp;B. [[Pion]]en oder [[Kaon]]en. 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 [[Liste der Mesonen#Pseudoskalare Mesonen|pseudoskalare Mesonen]] mit Gesamtspin 0 und ungerader Parität <math>J^P=0^-</math>. Es können auch [[Liste der Mesonen#Vektormesonen|Vektormesonen]] mit Gesamtspin 1 und ungerader Parität <math>J^P=1^-</math> entstehen, so z.&nbsp;B. das <math>K^*(892)^-</math>:
:<math>
\begin{array}{lcll}
|\bar K^*(892)^- \rangle & = & | s \bar u \rangle
\end{array}
</math>

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4233855-4}}

[[Kategorie:Lepton]]