Les tau (τ) leptons (alias tauons, particule tau) font partie des très petites particules élémentaires. Cela signifie que l’on pense qu’ils sont si petits qu’ils ne peuvent plus être divisés. Les leptons tau peuvent être considérés comme des électrons très lourds, car ils sont tous deux des leptons. Ils ont en effet une masse environ 3 500 fois supérieure à celle des électrons et environ 17 fois supérieure à celle des muons. Comme ils ne vivent que 2,9×10-13 secondes, ils ne jouent pas un rôle important dans le monde ordinaire. Cependant, ils sont très importants dans la désintégration de la matière subatomique.
Comme les deux autres leptons de base, les tauons ont un neutrino qui porte leur nom (le neutrino tau).
Les tau ont une charge de -1, et peuvent être écrits comme τ-. Puisque l’antimatière a l’opposé de la charge de la matière régulière, les anti-tauons ont une charge de +1, et peuvent être écrits comme τ+. Les tauons sont eux-mêmes instables et peuvent se désintégrer. De même, τ+ et τ- peuvent s’annihiler mutuellement dans une forme de désintégration. Lorsqu’un seul tauon se désintègre, il est le seul lepton qui peut se désintégrer en hadrons (éléments constitués de quarks). τ+ et τ- peuvent être formés par la combinaison d’une paire électron-positron (antiélectron). Les deux tauons se désintègrent ensuite en un électron et un positron ou un muon et un antimuon, et quatre des différents neutrinos. Cependant, un tauon unique se désintègre différemment d’un tauon et d’un antitauon.
Un τ- se désintégrera rapidement en un neutrino tau et un boson W. Le boson W existera pendant 3×10-25 secondes, avant de se désintégrer en un électron et un antineutrino d’électron, un muon et un antineutrino de muon, ou un quark down et un antiquark up.
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