Tau (partícula) para niños
Datos para niños Tau (τ−) τ− |
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|---|---|---|
| Clasificación | Partícula elemental | |
| Familia | Fermión | |
| Grupo | Leptón | |
| Generación | Tercera generación | |
| Interacción | Gravedad, electromagnetismo e interacción débil | |
| Antipartícula | Antitauón (τ+) | |
| Descubierta | Martin Lewis Perl et al. (1975) | |
| Masa | 3,167 (6) · 10−27 kg 1776,99 (29) MeV/c2 |
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| Vida media | 2.906 · 10−13 s | |
| Carga eléctrica | −1 e | |
| Carga de color | Neutra | |
| Espín | 1⁄2 | |
La partícula tau o tauón es una partícula elemental muy pequeña y pesada. Pertenece a la tercera familia de leptones, que son un tipo de partículas fundamentales. El tauón tiene una vida media (el tiempo que tarda en desaparecer) muy, muy corta, de solo unos 2,9 x 10−13 segundos. Su masa es de aproximadamente 1777 MeV/c², lo que significa que es casi el doble de pesada que un protón y 3498 veces más pesada que un electrón.
Contenido
Descubrimiento del Tauón: Un Viaje a lo Muy Pequeño
El tauón fue una partícula que los científicos predijeron antes de verla. Un investigador llamado Yung-su Tsai la mencionó en un estudio en 1971.
¿Quién Descubrió el Tauón y Cuándo?
El tauón fue detectado por primera vez en experimentos dirigidos por el científico Martin Lewis Perl y su equipo entre 1974 y 1977. Lo lograron usando una máquina especial llamada Anillo Acelerador de Positrones y Electrones de Stanford (SPEAR), que se construyó en 1972. También utilizaron un detector magnético llamado MARK-I.
¿Cómo se Detectó el Tauón?
Con estas herramientas, los científicos hicieron chocar electrones y positrones (que son como electrones con carga opuesta). Al estudiar lo que ocurría después de las colisiones, notaron algo extraño: la energía total de las partículas resultantes era menor de lo esperado. Esto les hizo pensar que se estaban creando nuevas partículas muy pesadas que luego se desintegraban rápidamente en otras partículas.
La idea era que la colisión de un electrón y un positrón creaba un par de tauones (un tau y un antitau), que luego se transformaban en las partículas que ellos veían.
Al principio, fue difícil confirmar esto porque la energía necesaria para crear tauones era similar a la de otras partículas. Sin embargo, más experimentos en otros laboratorios confirmaron la existencia del tauón y ayudaron a medir su masa y otras propiedades con más precisión.
Reconocimiento por el Descubrimiento
Martin Lewis Perl recibió el Premio Nobel de Física en 1995 por su importante descubrimiento. Compartió el premio con Frederik Reines, quien descubrió el neutrino tauónico. El símbolo "τ" para el tauón viene de la palabra griega "triton", que significa "tercero", porque fue el tercer leptón cargado que se descubrió.
El Tauón en el Modelo Estándar de Partículas
El tauón es parte de la tercera generación de leptones. Los leptones son partículas que no parecen estar hechas de otras más pequeñas. En la primera generación está el electrón, en la segunda el muon, y en la tercera el tauón.
Características del Tauón
El tauón es un fermión, lo que significa que tiene una propiedad llamada espín igual a la mitad de la constante reducida de Planck. Al igual que otros leptones, el tauón y su antipartícula (el antitauón) se comportan de forma simétrica.
¿Cómo se Desintegra el Tauón?
El tauón es el único leptón lo suficientemente pesado como para transformarse en hadrones (partículas formadas por quarks, como los protones y neutrones).
Formas de Desintegración del Tauón
Cuando un tauón se desintegra, lo hace a través de la interacción débil, una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Siempre que un tauón se desintegra, produce un neutrino tauónico.
- Aproximadamente el 18% de las veces, el tauón se desintegra en un electrón y dos neutrinos.
- Otro 18% de las veces, se desintegra en un muon y dos neutrinos.
- El 64% restante de las veces, se desintegra en hadrones y un neutrino.
Las desintegraciones hadrónicas más comunes del tauón incluyen:
- 25,49% en un pión cargado, un pión neutro y un neutrino tau.
- 10,82% en un pión cargado y un neutrino tau.
- 9,26% en un pión cargado, dos piones neutros y un neutrino tau.
- 8,99% en tres piones cargados y un neutrino tau.
La forma en que el tauón se desintegra en electrones y muones es muy similar. Esto se debe a un principio llamado "universalidad leptónica", que dice que los leptones interactúan de manera parecida con la fuerza débil.
Átomos Exóticos con Tauones
Los científicos han pensado que el tauón podría formar "átomos exóticos", que son átomos hechos de partículas diferentes a las usuales (protones, neutrones y electrones).
Tauonio y Verdadero Tauonio
Un ejemplo es el tauonio, que estaría formado por un antitauón y un electrón. Otro tipo es el "verdadero tauonio", que estaría compuesto por un tauón y un antitauón. Este último es muy difícil de detectar, pero su estudio es importante para entender mejor la electrodinámica cuántica, que describe cómo interactúan la luz y la materia.
Véase también
En inglés: Tau lepton Facts for Kids
