Partikel Tau

Bersama-sama dengan elektron, muon, dan neutrino tergolong dalam lepton. Seperti pada partikel dasar tau memiliki anti-partikel yang sesuai dengan muatan yang berlawanan tetapi memiliki massa yang sama dan spin yang sama pula, yaitu antitau (atau disebut tau positif). Partikel tau dilambangkan dengan τ⁻ dan antitau dengan τ⁺.

Tau memiliki masa usia mencapai 2,9×10⁻¹³ s dan massa sebesar 1.776,82 MeV/c² (dibandingkan dengan muon 105,7 MeV/c² dan elektron 0,511 MeV/c²). Karena interaksi mereka sangat mirip dengan elektron, tau dapat dianggap sebagai versi elektron yang lebih berat. Dikarenakan massa yang berat, partikel tau tidak memancarkan radiasi bremsstrahlung sebanyak elektron; yang menyebabkan mereka sangat berpotensi untuk menembus, jauh lebih banyak daripada elektron. Bagaimanapun juga, karena usia mereka yang singkat, kisaran tau ini terutama ditentukan oleh panjang peluruhan mereka, yang terlalu kecil bagi bremsstrahlung untuk diperhatikan: daya tembus mereka hanya muncul pada energi ultra tinggi (di atas energi PEV).

Seperti kasus lepton bermuatan lainnya, memiliki asosiasi dengan Tau neutrino, dinotasikan dengan ν_τ.

Tau pertama kali terdeteksi dalam rangkaian eksperimen antara tahun 1974 hingga 1977 oleh Martin Lewis Perl dengan rekan koleganya di grup SLLAC-LBL. kemudian peralatan baru mereka terdiri dari tumbukan cincin SLAC e⁺–e⁻, dinamakan SPEAR, dan detektor magnetik LBL. Mereka bisa mendeteksi dan membedakan antara lepton, hadron, dan photon. Mereka tidak mendeteksi tau secara langsung, melainkan menemukan peristiwa anomali:

"We have discovered 64 events of the form"

e⁺ + e⁻ → e^± + μ^∓ + setidaknya dua partikel yang tidak terdeteksi

for which we have no conventional explanation."

Kebutuhan untuk setidaknya dua partikel yang tidak terdeteksi ditunjukkan karena ketidakmampuan untuk menghemat energi dan momentum dengan hanya satu. Bagaimanapun, tidak ada yang terdeteksi selain muon, elektron, foton, atau hadron. Hal ini mengusulkan bahwa peristiwa ini adalah produksi dan peluruhan berikutnya dari sepasang partikel baru:

e⁺ + e⁻ → τ⁺ + τ⁻ → e^± + μ^∓ + 4ν

Hal ini sangatlah sulit untuk diverifikasi, karena energi untuk membentuk pasangan τ⁺τ⁻ mirip dengan ambang batas untuk produksi meson D. Pekerjaan yang dilakukan di DESY-Hamburg, dan dengan counter Electron Langsung (DELCO) di SPEAR, kemudian menentukan massa dan spin dari tau.

Symbol τ berasal dari istilah Yunani τρίτον (triton, memiliki arti "ketiga"), sejak saat itu lepton generasi ketiga ditemukan.

Martin Perl bersama Frederick Reines memperoleh Hadiah Nobel Fisika tahun 1995. Yang terakhir dianugerahi hadiah untuk percobaan penemuan neutrino.

• Formula Koide