Տաու (մասնիկ)

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
(Վերահղված է Հակատաուից)
Jump to navigation Jump to search
HS Disambig.svg Անվան այլ կիրառումների համար տե՛ս՝ Տաու (այլ կիրառումներ)
Տաու, տաու լեպտոն, տաոն
Ենթադասլեպտոն և Ֆերմիոն
Տեսակներատոմային մասնիկ
ԴասակարգումՖերմիոն
ԿազմությունՏարրական մասնիկ
ՎիճակագրությունՖերմիոնային
ՍերունդԵրրորդ
Հիմնարար փոխազդեցություններԷլեկտրամագնիսականություն
Ձգողականություն
Թույլ փոխազդեցություն
Նշանակումը
ՀակամասնիկՀակատաու ()
ՀայտնագործումՄարտին Լուիս Պերլ և այլք, 1975 թ․[1][2]
Զանգված1776.82±0.16 ՄէՎ/c2[3]
Կյանքի տևողություն2.906(10)×10-13 վ[3]
Էլեկտրական լիցք−1e[3]
Սպին12[3]
Մոնտե Կարլո դրույթով համար15

Տաու (τ), տաու լեպտոն, տաու մասնիկ կամ տաոն, տարրական մասնիկ, նման է էլեկտրոնին բացասական էլեկտրական լիցքով և 12 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[4]։

Ինչպես մյուս լիցքավորված լեպտոնները, տաուն ունի իրեն զուգակցված նեյտրինո՝ տաու-նեյտրինո։

Պատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[2]։ 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[5]։

Մարտին Պերլը 1995 Ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ ստացավ Ֆրեդերիկ Ռայնեսի հետ միասին։ Վերջինից մրցանակը շնորհվեց նեյտրինոյի բացահայտման համար։

Տաու տրոհում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆեյնմանի դիագրամը տաուի սովորական տրոհման համար։ Տրոհման արդյունքում W բոզոն է ճառագայթվում։

Տաու մասնիկը միակ լեպտոնն է, որ կարող է տրոհվել հադրոնների․ մյուս լեպտոնները դրա համար բավարար զանգված չունեն։ Տրոհումը ընթանում է թույլ միջուկային ուժերի միջոցով[6]։

Տաու մասնիկի հադրոնային տրոհումները ընթանում են հիմնականում հետևյալ ճյուղային հարաբերակցություններով[3]

  • 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 առաջանում[6]

Սովորական մաքուր լեպտոնային տաու տրոհումների ճյուղային հարաբերակցությունը հետևյալն է[3]

  • 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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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-[7]

Այդպիսի ատոմ է նաև օնիումը՝ τ+τ- որը կոչվում է իսկական տաոնիում և որը դժվար է հայտնաբերել։ Նրա հայտնաբերումը կարևոր է քվանտային էլեկտրադինամիկայի համար[7]։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. L. B. Okun (1980)։ Leptons and Quarks։ V.I. Kisin (trans.)։ North-Holland Publishing։ էջ 103։ ISBN 978-0444869241 
  2. 2,0 2,1 Perl M. L., Abrams G., Boyarski A., Breidenbach M., Briggs D., Bulos F., Chinowsky W., Dakin J. և այլք: (1975)։ «Evidence for Anomalous Lepton Production in e+e- Annihilation»։ Physical Review Letters 35 (22): 1489։ Bibcode:1975PhRvL..35.1489P։ doi:10.1103/PhysRevLett.35.1489 
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 J. Beringer et al. (Particle Data Group) (2012)։ «Review of Particle Physics»։ Journal of Physics G 86 (1): 581–651։ Bibcode:2012PhRvD..86a0001B։ doi:10.1103/PhysRevD.86.010001 
  4. D. Fargion, P.G. De Sanctis Lucentini, M. De Santis, M. Grossi (2004)։ «Tau Air Showers from Earth»։ The Astrophysical Journal 613 (2): 1285։ Bibcode:2004ApJ...613.1285F։ arXiv:hep-ph/0305128։ doi:10.1086/423124 
  5. M.L. Perl, Evidence for, and properties of, the new charged heavy lepton, SLAC-PUB-1923, 1977․ [1]
  6. 6,0 6,1 Riazuddin (2009)։ «Non-standard interactions»։ NCP 5th Particle Physics Sypnoisis (Islamabad,: Riazuddin, Head of High-Energy Theory Group at National Center for Physics) 1 (1): 1–25 
  7. 7,0 7,1 Brodsky Stanley J., Lebed Richard F. (2009)։ «Production of the Smallest QED Atom: True Muonium (μ+μ)»։ Physical Review Letters 102 (21): 213401։ Bibcode:2009PhRvL.102u3401B։ arXiv:0904.2225։ doi:10.1103/PhysRevLett.102.213401 

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]