Tau (τ) leptoni (alias tauoni, particella tau) sono una delle particelle elementari molto piccole. Ciò significa che si crede che siano così piccole da non poter essere più divise. I leptoni tau possono essere pensati come elettroni molto pesanti, poiché sono entrambi leptoni. Questo perché hanno circa 3.500 volte la massa degli elettroni e circa 17 volte la massa dei muoni. Poiché vivono solo per 2,9×10-13 secondi, non hanno un ruolo significativo nel mondo normale. Tuttavia, sono molto importanti nel decadimento della materia subatomica.
Come gli altri due leptoni fondamentali, i tauoni hanno un neutrino che porta il loro nome (il neutrino tau).
I tau hanno una carica di -1, e possono essere scritti come τ-. Poiché l’antimateria ha l’opposto della carica della materia regolare, gli antitauoni hanno una carica di +1, e possono essere scritti come τ+. I tauoni stessi sono instabili e possono decadere. Inoltre, τ+ e τ- possono annichilarsi a vicenda in una forma di decadimento. Quando un singolo tauone decade, è l’unico leptone che può decadere in adroni (cose fatte di quark). τ+ e τ- possono essere formati da una coppia elettrone-positrone (antielettrone) che si combina. I due tauoni decadono poi in un elettrone e un positrone o un muone e un antimuone, e quattro dei vari neutrini. Tuttavia, un singolo tauone decade diversamente da un tauone e un antitauone.
Un τ- decadrà rapidamente in un neutrino tau e un bosone W. Il bosone W esisterà per 3×10-25 secondi, prima di decadere in un elettrone e un antineutrino dell’elettrone, un muone e un antineutrino del muone, o un quark down e un antiquark up.
Il bosone τ- decade rapidamente in un neutrino tau e un antitauone.