[ تعرٌف على ] تاوون # اخر تحديث اليوم 2024-04-20

تم النشر اليوم 2024-04-20 | تاوون

تسميته واكتشافه

أعطي للتاوون الرمز τ وهو عن اليونانية ومعناها τρίτον, tríton أي «الثالث» ، ذلك لأن جسيم ليبتون-τ هو ثالث جسيم مشحون كهربيا مماثلا للإلكترون يكتشفه العلماء. . اكتشفه الفيزيائي مارتن بيرل وزملائه عندما كانوا يجربون اصطدام الإلكترون المسرع بالبوزيترون المسرع في معجل جسيمات ستانفورد في عام 1975 . ومع أن كلا من الإلكترون والبوزيترون تبلغ كتلته 51و0 مليون إلكترون فولط/ مربع سرعة الضوء ( وتكتب الإنجليزية 51و0 MeV/c2) في حالة السكون ، إلا أن تسريعهما إلى سرعة مقاربة لسرعة الضوء في المعجل أكسبتهما طاقة حركة كبيرة جدا جدا تكفي لأن ينتجا عند اصطدامهما رأسيا جسيما كتلته آلاف أضعاف كتلتيهما حيث تتحول طاقة حركتهما إلى مادة ، وبهذا ينشأ التاوون . هذا متفق تماما مع قانون أينشتين عن تكافؤ الطاقة والكتلة .
تبلغ كتلة السكون للتاوون 1777 MeV/c2 ، أي نحو ألفي ضعف مجموع كتلتي السكون للإلكترون والبوزيترون ، وهذا مثال حي من الفيزياء يبين كيف يولد طفل أكبر كثيرا من آبائه. حاز بيرل في عام 1995 على جائزة نوبل للفيزياء لاكتشافه جسيم التاوون.

تحلل التاوون

Feynman-Diagramm der häufigsten Zerfallskanäle, wobei
π −
≡
(
d
, u
¯ )
{\displaystyle \pi ^{-}\equiv (d,{\bar {u}})} gilt
يتحلل التاوون τ بعد نشأته سريعا جدا جدا ، وهو يتحلل بصفة ريئسية إلى لبتونات خفيفة طبقا للمعادلتين:
τ −
→ e −
+
ν
¯
e
+ ν τ (
17 , 83
±
0 , 04
) %
{\displaystyle \tau ^{-}\to e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}+\nu _{\tau }\quad (17{,}83\pm 0{,}04)\,\%} τ −
→ μ −
+
ν
¯
μ
+ ν τ (
17 , 41
±
0 , 04
) %
{\displaystyle \tau ^{-}\to \mu ^{-}+{\bar {\nu }}_{\mu }+\nu _{\tau }\quad (17{,}41\pm 0{,}04)\,\%}
احتمال تحلله بهاتين الطريقتين تبلغان 8و17% و 4و17%. كما يتحلل بطرق أخرى إلى جسيمات أثقل (هادرونات) ، مثل بيون أو كاون. المعادلات التالية تؤتي ببعض تلك الطرق (وتسمى أحيانا قنوات تحلل أو قنوات اضمحلال) ونسب احتمال حدوثها τ −
→ π −
+ π 0
+ ν τ (
25 , 52
±
0 , 09
) %
{\displaystyle \tau ^{-}\to \pi ^{-}+\pi ^{0}+\nu _{\tau }\quad (25{,}52\pm 0{,}09)\,\%} τ −
→ π −
+ ν τ (
10 , 83
±
0 , 06
) %
{\displaystyle \tau ^{-}\to \pi ^{-}+\nu _{\tau }\quad (10{,}83\pm 0{,}06)\,\%} τ −
→
2 π −
+ π +
+ ν τ (
9 , 31
±
0 , 06
) %
{\displaystyle \tau ^{-}\to 2\pi ^{-}+\pi ^{+}+\nu _{\tau }\quad (9{,}31\pm 0{,}06)\,\%} τ −
→ π −
+
2 π 0
+ ν τ (
9 , 30
±
0 , 11
) %
{\displaystyle \tau ^{-}\to \pi ^{-}+2\pi ^{0}+\nu _{\tau }\quad (9{,}30\pm 0{,}11)\,\%} τ −
→
2 π −
+ π +
+ π 0
+ ν τ (
4 , 62
±
0 , 06
) %
{\displaystyle \tau ^{-}\to 2\pi ^{-}+\pi ^{+}+\pi ^{0}+\nu _{\tau }\quad (4{,}62\pm 0{,}06)\,\%}
احتمال تحلله بقناة معينة مكتوبة بين أقواس طبقا لنسبتها المئوية للحدوث. وتوجد قنوات أخرى يتحلل بواسطها ولكن احتمال حدوثها أقل من 1%.

شرح مبسط

التاوون (من الحرف اليوناني تاو (τ) المستعمل لتمثيله) والمعروف أيضا باسم تاو أو جسيم تاو أو ليبتون تاو: هو جسيم أولي مشابه للإلكترون بشحنة كهربائية سالبة ودوران مغزلي 1⁄2. يبلغ نصف العمر له 2.906(10)×10−13ثانية . ينضم التاوون بالإضافة إلى للإلكترون والميوون والنيوترينوات الثلاثة في عائلة الليبتون. فعائلة اللبتونات تضم الجسيمات الخفيفة من الجسيمات الأولية أو يكون عمر النصف لها قصير جدا .