タウ粒子とは？
たうりゅうし
タウ粒子とは、電子・ミュオンと同じレプトンファミリーに属する最も重い荷電レプトンで、約3477倍の質量を持ちます。
タウ粒子（tau lepton、τ粒子）は素粒子の標準模型においてレプトンの第3世代に分類される基本粒子です。電子（第1世代）・ミュオン（第2世代）と同様に電荷－1を持ちますが、質量は約1776.9 MeV/c²と電子の約3477倍に達し、荷電レプトンの中で最も重い粒子です。
タウ粒子の寿命は約2.9×10⁻¹³秒と非常に短く、生成された直後にほぼ即座に崩壊します。崩壊モードにはレプトニック崩壊（電子またはミュオンとニュートリノへの崩壊）とハドロニック崩壊（πやKなどのハドロンを含む崩壊）があり、ハドロニック崩壊が全体の約65%を占めます。
タウ粒子は高エネルギー加速器実験、とくに電子・陽電子衝突実験で対生成されます。以下の点で素粒子物理学において重要な役割を果たします。
- レプトン普遍性（3世代の結合強度の一致）の検証
- ヒッグス粒子のタウへの崩壊測定（湯川結合の確認）
- CP対称性の破れ探索
- ニュートリノ質量階層の理解
タウ粒子の発見（1975年頃）は素粒子に第3世代が存在することを初めて示し、b・tクォーク発見の布石となった重要な成果です。
使い方・例文
LHCやBファクトリー（KEKBなど）の実験では、生成されたタウ粒子の崩壊産物を精密に測定し、標準模型の予測と比較することで新物理の兆候を探します。タウのハドロニック崩壊は強い相互作用の性質を調べる「清潔な」実験室としても利用されます。
この用語をシェア
最終更新: