İçeriğe atla

Tau (parçacık)

Kontrol Edilmiş
Tau
BileşimTemel parçacık
AileFermiyon
NesilÜçüncü
Etkileşim(ler)Kütleçekim, Elektromanyetik,
Zayıf
AntiparçacıkAntitauon
Kütle1776.99±0.29 MeV/c2
Elektrik yükü-1 e
Renk yüküNone
Spin½

Tau; (Yunanca τ harfi ile gösterilir) tau leptonu, tau parçacığı veya tauon olarak adlandırılır. Tau negatif yüklü, elektron benzeri bir temel parçacıktır. Yarım spinlidir. Elektron, müon ve üç nötrinolara birlikte tau lepton kategorisindedir. Tau da tüm parçacıklar gibi, bir antimadde karşılığına sahiptir; Tau'nun bu durumuna "antitau" denir. (pozitif tau olarak da adlandırılır).

Tau leptonlarının ömürleri 1 776 .86 MeV'lik / kısadır. (karşılaştırıldığında 105.66 MeV / müonlar için ve 0.511 MeV / c 2 elektronlar için) Etkileşimleri elektronunkilere çok benzer olduğundan tau, elektronun çok daha ağır bir versiyonu olarak düşünülebilir. Daha büyük kütleleri nedeniyle, tau parçacıkları elektronlar kadar bremsstrahlung radyasyonu yaymazlar; sonuç olarak, potansiyel olarak elektronlardan çok daha fazla nüfuz edicidirler.

Kısa ömrü nedeniyle, Tau'nun aralığı esas olarak, Bremsstrahlung'un fark edilemeyecek kadar küçük olan bozunma uzunluğu tarafından belirlenir. Penetrasyon gücü, yalnızca ultra yüksek hızda ve enerjide (petaelektronvolt enerjilerinin üstünde) ortaya çıkar.

Diğer yüklü leptonlarda olduğu gibi, tau'nun bir tau nötrinosu vardır.

Tarih

Tau arayışı 1960 yılında CERN'de Antonino Zichichi liderliğindeki Bologna-CERN-Frascati (BCF) grubu tarafından başlatıldı . Zichichi, şimdi tau olarak adlandırılan yeni bir sıralı ağır lepton fikrini ortaya attı ve bir arama yöntemi önerdi. 1969'da hızlandırıcısı devreye girdiğinde, ADONE tesisinde deneyi gerçekleştirdi; ancak, kullandığı hızlandırıcının tau parçacığını aramak için yeterli enerjisi yoktu.

Tau, Yung-su Tsai'nin 1971 tarihli bir makalesinde bağımsız olarak bilim dünyasına duyuruldu. Bu keşif için teori sağlayan tau, 1974 ve 1977 yılları arasında Martin Lewis Perl tarafından Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi (SLAC) ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (LBL) grubundaki meslektaşları ile birlikte bir dizi deneyde tespit edildi. . Ekipmanları SLAC'ın o zamanlar yeni olan, SPEAR adı verilen elektron-pozitron çarpışan halkasından ve LBL manyetik dedektöründen oluşuyordu. Leptonları, hadronları ve fotonları tespit edip ayırt edebiliyorlardı . Doğrudan tau'yu tespit etmediler, bunun yerine anormal olayları keşfettiler.

Tespit edilmemiş en az iki parçacığa olan ihtiyaç, enerjiyi ve momentumu yalnızca bir taneyle koruyamama ile gösterilmiştir. Ancak başka müon, elektron, foton veya hadron tespit edilmemiştir. Bu olayın yeni bir parçacık çiftinin üretimi ve ardından bozunması olduğu öne sürüldü.

Bunu doğrulamak zordu, çünkü bunu üretmek için gereken enerji çifti D mezon üretimi için eşiğe benzer. Tau'nun kütlesi ve dönüşü daha sonra DESY- Hamburg'da Çift Kollu Spektrometre (DASP) ile ve SLAC-Stanford'da SPEAR Direkt Elektron Sayacı (DELCO) ile yapılan çalışma ile belirlendi.

Τ sembolü, keşfedilen üçüncü yüklü lepton olduğu için Yunanca τρίτον'dan (triton, İngilizce'de "üçüncü" anlamına gelir) türetilmiştir.

Martin Lewis Perl, 1995 Nobel Fizik Ödülü'nü Frederick Reines ile paylaştı .Nötrinonun deneysel keşfi için ödüllendirildiler

İlgili Araştırma Makaleleri

Fermiyon, parçacık fiziğinde, Fermi-Dirac istatistiğine uyan parçacıktır. Başka bir deyişle, Enrico Fermi ve Paul Dirac'ın gösterdiği üzere, Bose-Einstein istatistiğine sahip bozonların aksine fermiyonlar, belirtilen zamanda sadece bir kuantum durumuna karşılık gelebilen parçacıklardır. Eğer iki ayrı fermiyon uzayda aynı yerde tanımlanmışsa her bir fermiyonun özelliği birbirinden farklı olmak zorundadır. Örnek olarak, iki elektron bir çekirdeğin etrafında aynı orbitalde bulunacaklarsa, bu kez aynı spin durumunda olamazlar ve her orbitalde elektronun biri yukarı diğeri aşağı spin durumundadır.

<span class="mw-page-title-main">Parçacık fiziği</span>

Parçacık fiziği, maddeyi ve ışınımı oluşturan parçacıkların doğasını araştıran bir fizik dalıdır. Parçacık kelimesi birçok küçük nesneyi andırsa da, parçacık fiziği genellikle gözlemlenebilen, indirgenemez en küçük parçacıkları ve onların davranışlarını anlamak için gerekli temel etkileşimleri araştırır. Şu anki anlayışımıza göre bu temel parçacıklar, onların etkileşimlerini de açıklayan kuantum alanlarının uyarımlarıdırlar. Günümüzde, bu temel parçacıkları ve alanları dinamikleriyle birlikte açıklayan en etkin teori Standart Model olarak adlandırılmaktadır. Bu yüzden günümüz parçacık fiziği genellikle Standart Modeli ve onun olası uzantılarını inceler.

<span class="mw-page-title-main">Parçacık hızlandırıcı</span>

Parçacık hızlandırıcı, yüklü parçacıkları yüksek hızlara çıkarmak ve demet halinde bir arada tutmak için elektromanyetik alanları kullanan araçların genel adıdır. Büyük hızlandırıcılar parçacık fiziğinde çarpıştırıcılar olarak bilinirler. Diğer tip parçacık hızlandırıcılar, kanser hastalıklarında parçacık tedavisi, yoğun madde fiziği çalışmalarında senkrotron ışık kaynağı olmaları gibi birçok farklı uygulamalarda kullanılır. Şu an dünya çapında faaliyette olan 30.000'den fazla hızlandırıcı bulunmaktadır.

Lepton, temel parçacıklardan birisidir ve maddenin yapı taşıdır. En çok bilinen lepton, atomda bulunarak atomun kimyasal özelliklerini belirleyerek neredeyse tüm kimyayı oluşturan elektrondur. İki temel lepton sınıfı vardır: yüklü leptonlar ve nötr leptonlar. Yüklü leptonlar diğer parçacıklarla birleşerek atom ya da pozitronyum gibi bileşik parçacıklar meydana getirirken nötrinolar diğer parçacıklarla etkileşime girmezler ve bu sebepten algılanmaları çok zordur.

<span class="mw-page-title-main">Standart Model</span>

Standart Model, gözlemlenen maddeyi oluşturan, şimdiye dek bulunmuş temel parçacıkları ve bunların etkileşmesinde önemli olan üç temel kuvveti açıklayan kuramdır.

Elektronvolt (eV) değeri yaklaşık 1.6 x 10−19 J olan enerjiye verilen addır. Tanım olarak bir elektronun, boşlukta, bir voltluk elektrostatik potansiyel farkı katederek kazandığı kinetik enerji miktarıdır. Diğer bir deyişle, 1 volt çarpı elektronun yüküne eşittir. 1 volt temel yük ile çarpıldığında buna eşit olmaktadır.

'Müon, elektron benzeri-1 e yük ve 1/2 spinli ancak daha yüksek kütleye sahip bir temel parçacık. Müon parçacığı, lepton olarak sınıflandırılmıştır. Diğer leptonlar gibi, Müonun da daha küçük parçacıklara indirgenemeyen bir parçacık olduğu düşünülmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Nötrino</span> atom altı ya da temel parçacıklardan biri

Nötrino, ışık hızına yakın hıza sahip olan, elektriksel yükü sıfır olan ve maddelerin içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçebilen temel parçacıklardandır. Bu özellikleri nötrinoların algılanmasını oldukça zorlaştırmaktadır. Nötrinoların çok küçük, ancak sıfır olmayan durgun kütleleri vardır. Yunan alfabesindeki ν (nü) ile gösterilir.

Parçacık fiziğinde şu anda bilinen ve kuramsal olan temel parçacıkları ve bu parçacıklarla oluşturulabilen bileşik parçacıkları içeren listedir.

W ve Z bozonları, zayıf etkileşime aracılık eden temel parçacıklardır. Bu bozonların keşfi parçacık fiziğinin Standart Modeli için büyük bir başarının müjdecisi oldu.

<span class="mw-page-title-main">Pion</span>

Parçacık fiziğinde pion π0, π+ ve π'den oluşan üç atom atomaltı parçacığın ortak adıdır. Pionlar en hafif mezonlardır ve güçlü nükleer kuvvetin düşük enerjili durumlarını açıklamakta önemli bir rolü vardır.

<span class="mw-page-title-main">Temel parçacık</span> Başka parçacıklardan oluştuğu bilinmeyen parçacıklar.

Temel parçacıklar, bilinen hiçbir alt yapısı olmayan parçacıklardır. Bu parçacıklar evreni oluşturan maddelerin temel yapıtaşıdır. Standart Model'de kuarklar, leptonlar ve ayar bozonları temel taneciklerdir.

<span class="mw-page-title-main">Nesil (parçacık fiziği)</span>

Parçacık fiziğinde nesil veya aile temel taneciklerin oluşturduğu şubelerden her birine verilen addır. Nesillerde yer alan parçacıklar yalnızca kütleleri ile birbirlerinden ayrılırlar. Bütün etkileşimler ya da kuantum sayıları aynıdır.

Üst kuark, parçacık fiziğinde Standart Model'de tanımlanan bir parçacık. +2/3 elektrik yüküne sahip üçüncü kuşak kuarktır. 171,2 GeV/c2 kütleye sahip temel parçacık.

<span class="mw-page-title-main">Martin Perl</span>

Martin Lewis Perl, keşfini gerçekleştirdiği Tau leptonu ile 1995 yılında Nobel Fizik Ödülünü kazanmış olan Amerikalı fizikçi.

Kuramsal fizikte, parçacıksız fizik, parçacık fiziğindeki Standart Model ile açıklanamayan ve bileşenleri ölçeklere göre değişmeyen varsayımsal maddelerin olduğu şüpheli bir kuramdır, Howard Georgi bu kuramını Parçacıksız Fizik ve Parçacıksız Fizik Hakkındaki Diğer Gariplikler makalesi ile 2007'de ortaya atmıştır. Makalelerini, görüngübilimini, parçacıksız fiziğin özelliklerini ve parçacık fiziği, astrofizik, kozmoloji, CP bozması, lepton bozması, müon bozunması, nötrino salınımı ve süpersimetriyi de araştırmasıyla birlikte düzenli olarak yayınlamıştır.

Sudbury Nötrino Gözlemevi (SNG), Kanada’nın Ontario vilayetinde Sudbury şehrindeki Creighton Madeni’nde bulunan, yerin 2100m altındaki bir nötrino gözlemevidir. Detektör, güneş nötrinolarını geniş bir ağır su haznesiyle olan etkileşimleriyle tespit etmek için tasarlanmış.

Solar nötrino problemi, Dünya etrafında bulunan nötrino sayısı ve Güneş'in iç kısmının modellerine dayalı teorik hesapların arasındaki çelişkiydi. Bu çelişki 1960'ların ortalarında gözlemlendi ve 2002 civarında yeni nötrino fiziği anlayışıyla çözüldü. Bu anlayış parçacık fiziği, standart model ve özellikle nötrino salınımlarında önemli gelişmeler sağlamıştır. Temelde, nötrinoların kütlesi vardır ve türleri, güneşin içinden üretilmesi tahmin edilenden farklı bir türe dönüşebilir ve bu türler o dönemde kullanılan dedektörler tarafından tespit edilemeyebilir.

Nötrino salınımları, üretilen ve belirli bir lepton türü olan bir nötrinonun daha sonradan farklı bir tür olarak ölçülebilmesine denen bir kuantum mekaniği fenomenidir. Uzaya yayılan nötrinoların türleri periyodik olarak değişir.

<span class="mw-page-title-main">HERA (parçacık hızlandırıcı)</span>

HERA, Hamburg'daki DESY'de bir parçacık hızlındırıcıydı. 1992'de faaliyete başladı. HERA'daki elektron'lar veya pozitron'lar, 318 GeV'lik bir kütle enerjisi merkezinde proton'larla çarpıştırıldı. Çalışırken dünyadaki tek lepton-proton çarpıştırıcısıydı. Ayrıca, kinematik aralığın belirli bölgelerinde enerji sınırındaydı. HERA 30 Haziran 2007'de kapatıldı.