عبد العزيز: استبدال وسائط مستغى عنها في الاستشهاد

2023-09-11T09:56:04Z

استبدال وسائط مستغى عنها في الاستشهاد

صفحة جديدة

{{صندوق معلومات جسيم
| bgcolour =
| اسم = تاوون
| صورة =
| تعليق =
| الألوان =
| تكوين = [[جسيم أولي|جسيمات أولية]]
| عائلة = [[فرميون]]
| مجموعة = [[لبتون (فيزياء)|ليبتون]]
| جيل = الثالث
| تفاعل = [[كهرومغناطيسية]] و[[قوة نووية ضعيفة|تآثر ضعيف]]<br /> و [[جاذبية]]
| جسيم مضاد = تاوون مضاد({{جسيم دون ذري|Tauon+}})
| نظرية =
| مكتشف = {{بدون لف|[[مارتن بيرل]]}} (1975)<ref>
{{استشهاد بكتاب
|مؤلف=L.B. Okun
|آخرون=V.I. Kisin (trans.)
|عنوان=Quarks and Leptons
|صفحة=103
|ناشر=[[إلزيفير]]
|سنة=1980
|ردمك=0-444-86294-7
}}</ref><ref name="Perl1975">
{{استشهاد بدورية محكمة
|الأخير1=Perl|الأول1= M. L.
|عنوان=Evidence for Anomalous Lepton Production in {{جسيم دون ذري|Positron}}{{جسيم دون ذري|Electron}} Annihilation
|صحيفة=[[Physical Review Letters]]
|المجلد=35 |العدد=22 |صفحة=1489
|سنة=1975
|doi=10.1103/PhysRevLett.35.1489
|bibcode=1975PhRvL..35.1489P
|الأخير2=Abrams
|الأول2=G.
|الأخير3=Boyarski
|الأول3=A.
|الأخير4=Breidenbach
|الأول4=M.
|الأخير5=Briggs
|الأول5=D.
|الأخير6=Bulos
|الأول6=F.
|الأخير7=Chinowsky
|الأول7=W.
|الأخير8=Dakin
|الأول8=J.
|الأخير9=Feldman
|الأول9=G. |إظهار المؤلفين=8
}}</ref>
| symbol = {{جسيم دون ذري|Tauon-}}
| كتلة = {{val|1776.84|0.17|ul=MeV/c2}}{{inote|http://pdg.lbl.gov}}
| العمر = {{val|2.906|(10)|e=-13|u=s}}
| decay_particle =
| شحنة كهربائية= -[[شحنة أولية|e]]
| شحنة لونية =ليس له
| دوران = {{كسر مائل|1|2}}
| num_spin_states =
}}

'''التاوون''' (من [[ألفبائية يونانية|الحرف اليوناني]] [[تاو]] (τ) المستعمل لتمثيله) والمعروف أيضا باسم ''تاو'' أو ''جسيم تاو'' أو ''ليبتون تاو'': هو [[جسيم أولي]] مشابه [[إلكترون|للإلكترون]] [[شحنة كهربائية|بشحنة كهربائية]] سالبة و[[لف مغزلي|دوران مغزلي]] {{كسر مائل|1|2}}. يبلغ [[عمر النصف|نصف العمر]] له {{val|2.906|(10)|e=-13|u=ثانية}} . ينضم التاوون بالإضافة إلى [[إلكترون|للإلكترون]] و[[ميوون|الميوون]] و[[نيوترينو|النيوترينوات]] الثلاثة في عائلة [[لبتون (فيزياء)|الليبتون]]. فعائلة اللبتونات تضم الجسيمات الخفيفة من [[جسيم أولي|الجسيمات الأولية]] أو يكون [[عمر النصف]] لها قصير جدا .

مثل جميع الجسيمات الأولية هناك [[جسيم مضاد]] للتاوون يحمل شحنة موجبة لكن كتلتة ودورانه المغزلي Spin مماثلين لـ [[كاون]] ''K''، وهو يسمى '''التاوون المضاد''' (أو ''التاوون الموجب''). يرمز للتاوون بالرمز {{جسيم دون ذري|Tauon-}} والتاوون المضاد بالرمز {{جسيم دون ذري|Tauon+}}.

يبلغ متوسط عمر التاوون {{val|2.9|e=-13|u=s}} وكتلته {{val|1777|u=MeV/c2}} (للمقارنة كتلة الميوون هي{{val|105.7|u=MeV/c2}} وكتلة الإلكترون {{val|0.511|u=MeV/c2}} ) . ونظرا لأن تفاعلاتهم متماثلة جدا لتفاعلات الإلكترون ، فإن جسيم تاو لا يطلق اشعاعا مثل مايطلقه الإلكترون من [[أشعة انكباح]] Bremsstrahlung ; بالتالي فهو جسيم شديد النفاذية ، أكثر كثيرا من الإلكترون.
أما [[كتلة]] [[بروتون|البروتون]] فهي بمقياس الطاقة تعادل {{val|938|u=MeV/c2}} ؛ أي أن التاوون يعتبر ضعف كتلة البروتون ولكن عمره قصير جدا جدا.

بما أن تفاعلات التاوون مشابهة جدا لتفاعلات الإلكترون، لا يمكن التفريق بينهما إلا بكتلة التاوون الأثقل بكثير من كتلة الإلكترون. وبسبب هذه الكتلة الكبيرة فإن التاوون لا يصدر [[أشعة انكباح]] كالإلكترون ، لذا فله قابلية اختراق أكبر من الإلكترون. ومع ذلك ، بسبب عمره القصير جدا ، يتم تعيين التاوون بشكل رئيسي بطول زمن اضمحلاله، الذي هو صغير جدا يصعب مشاهدته في أشعة الانكباح . قوة اختراقه تظهر فقط في طاقات عالية (أكثر من طاقات [[سوابق النظام الدولي للوحدات|پيتا]][[إلكترون فولت|الإلكترون فولت]] وبواسطتها تم تعيين عمر النصف له.).<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
|مؤلف=D. Fargion, P.G. De Sanctis Lucentini, M. De Santis, M. Grossi
|سنة=2004
|عنوان=Tau Air Showers from Earth
|صحيفة=[[المجلة الفيزيائية الفلكية]]
|المجلد=613 |العدد=2 |صفحات=1285
|doi =10.1086/423124
|bibcode=2004ApJ...613.1285F
|المعرف={{arxiv|hep-ph/0305128}}
}}</ref>

وبسبب [[عمر النصف]] القصير جدا جدا له فإن مدى جسيمات تاو يحدد على أساس مدة اضمحلالهم ، التي هي قصيرة جدا لكي تلاحط عن طريق أشعة الإنكباح. وتظهر قدرتهم الكبيرة على الإختراق فقط في السرعات العالية جدا ، حيث يعمل [[تمدد الزمن]] على إطالة مسارهم .<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف1=D. Fargion |مؤلف2=P.G. de Sanctis Lucentini |مؤلف3=M. de Santis |مؤلف4=M. Grossi |سنة=2004 |عنوان=Tau air showers from Earth |صحيفة=[[المجلة الفيزيائية الفلكية]] |المجلد=613 |العدد=2 |صفحات=1285–1301 |doi=10.1086/423124 |bibcode=2004ApJ...613.1285F |arxiv=hep-ph/0305128}}</ref>
وكما هو الحال مع الجسيمات الأولية [[لبتون (فيزياء)|اللبتونات]] فإن تاو له [[تاو نيوترينو]] مرافق
<math> \nu_\tau </math>.

== تسميته واكتشافه ==

أعطي للتاوون الرمز τ وهو عن اليونانية ومعناها'' τρίτον, ''tríton أي «الثالث» ، ذلك لأن جسيم ليبتون-τ هو ثالث جسيم مشحون كهربيا مماثلا للإلكترون يكتشفه العلماء. .<ref>Martin L. Perl: ''Evidence for, and properties of, the new charged heavy lepton.'' In: Tran Thanh Van (Hrsg.): ''Proceedings of the XII Rencontre de Moriond.'' 1977. (SLAC-PUB-1923, [http://slac.stanford.edu/pubs/slacpubs/1750/slac-pub-1923.pdf PDF]). {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170822151117/http://slac.stanford.edu/pubs/slacpubs/1750/slac-pub-1923.pdf |date=22 أغسطس 2017}}</ref> اكتشفه الفيزيائي [[مارتن بيرل]] وزملائه عندما كانوا يجربون اصطدام الإلكترون المسرع بال[[بوزيترون]] المسرع في [[مسرع جسيمات|معجل جسيمات]] ستانفورد في عام 1975 . ومع أن كلا من الإلكترون والبوزيترون تبلغ كتلته 51و0 مليون [[إلكترون فولت|إلكترون فولط]]/ مربع [[سرعة الضوء]] ( وتكتب الإنجليزية 51و0 MeV/c2) في حالة السكون ، إلا أن تسريعهما إلى سرعة مقاربة لسرعة الضوء في المعجل أكسبتهما طاقة حركة كبيرة جدا جدا تكفي لأن ينتجا عند اصطدامهما رأسيا جسيما كتلته آلاف أضعاف كتلتيهما حيث تتحول طاقة حركتهما إلى مادة ، وبهذا ينشأ التاوون . هذا متفق تماما مع قانون أينشتين عن [[تكافؤ الكتلة والطاقة|تكافؤ الطاقة والكتلة]] .<ref name="مولد تلقائيا1">{{استشهاد بدورية محكمة|صحيفة=[[Physical Review Letters]]|المجلد=35|العدد=22|صفحات=1489-1492|تاريخ=1975|مؤلف=M. L. Perl et al.|عنوان=Evidence for Anomalous Lepton Production in e+-e- Annihilation|doi=10.1103/PhysRevLett.35.1489}}</ref>
تبلغ كتلة السكون للتاوون 1777 MeV/c2 ، أي نحو ألفي ضعف مجموع كتلتي السكون للإلكترون والبوزيترون ، وهذا مثال حي من الفيزياء يبين كيف يولد طفل أكبر كثيرا من آبائه.

حاز [[بيرل]] في عام 1995 على جائزة نوبل للفيزياء لاكتشافه جسيم التاوون.

== تحلل التاوون ==
[[ملف:Feynman_diagram_of_decay_of_tau_lepton.svg|تصغير|[[Feynman-Diagramm]] der häufigsten Zerfallskanäle, wobei <math>\pi^-\equiv(d,\bar u)</math> gilt]]

يتحلل التاوون τ بعد نشأته سريعا جدا جدا ، وهو يتحلل بصفة ريئسية إلى لبتونات خفيفة طبقا للمعادلتين :

:<math>\tau^-\to e^- + \bar\nu_e + \nu_\tau \quad (17{,}83 \pm 0{,}04 )\,\%</math>
:<math>\tau^-\to \mu^- + \bar\nu_\mu + \nu_\tau \quad (17{,}41 \pm 0{,}04 )\,\%</math>

احتمال تحلله بهاتين الطريقتين تبلغان 8و17% و 4و17%.

كما يتحلل بطرق أخرى إلى جسيمات أثقل (هادرونات) ، مثل [[بيون]] أو [[كاون]]. المعادلات التالية تؤتي ببعض تلك الطرق (وتسمى أحيانا قنوات تحلل أو قنوات اضمحلال) ونسب احتمال حدوثها
:<ref name="PDG">{{استشهاد بدورية محكمة
|مؤلف=J. Beringer ''et al''. ([[Particle Data Group]])
|سنة=2012
|عنوان=Review of Particle Physics
|الفصل=Leptons
|صفحات=581–651
|صحيفة=[[فيزيكال ريفيو]]
|المجلد=86 |العدد= 1
|doi=10.1103/PhysRevD.86.010001
|bibcode=2012PhRvD..86a0001B
|مسار= https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.86.010001|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200510052040/https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.86.010001|تاريخ أرشيف=2019-12-14}}</ref>

:<math>\tau^-\to \pi^- + \pi^0 + \nu_\tau \quad (25{,}52 \pm 0{,}09)\,\%</math>
:<math>\tau^-\to \pi^- + \nu_\tau \quad (10{,}83 \pm 0{,}06 )\,\%</math>
:<math>\tau^-\to 2\pi^- + \pi^+ + \nu_\tau \quad (9{,}31 \pm 0{,}06)\,\%</math>
:<math>\tau^-\to \pi^- + 2\pi^0 + \nu_\tau \quad (9{,}30 \pm 0{,}11)\,\%</math>
:<math>\tau^-\to 2\pi^- + \pi^+ + \pi^0 + \nu_\tau \quad (4{,}62 \pm 0{,}06)\,\%</math>

احتمال تحلله بقناة معينة مكتوبة بين أقواس طبقا لنسبتها المئوية للحدوث. وتوجد قنوات أخرى يتحلل بواسطها ولكن احتمال حدوثها أقل من 1%.

== انظر أيضا ==
* [[ميوون]]
*[[كاون]]
* [[قائمة الجسيمات]]

== مراجع ==
{{مراجع}}
* {{استشهاد بدورية محكمة
|مؤلف = C. Amsler ''et al.''
|عنوان = Review of Particle Physics
|صحيفة = Physics Letters B
|المجلد = 667 |صفحات = 1
|تاريخ = 2008
|مسار = http://pdg.lbl.gov/
|doi = 10.1016/j.physletb.2008.07.018
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191211023602/http://pdg.lbl.gov|تاريخ أرشيف=2019-12-11}}

== وصلات خارجية ==
* [https://web.archive.org/web/20081015201122/http://nobelprize.org/physics/laureates/1995/index.html Nobel Prize in Physics 1995]
* [https://web.archive.org/web/20061002194356/http://www.symmetrymag.org/cms/?pid=1000018 Perl's logbook showing tauon discovery]
* [http://www.slac.stanford.edu/pubs/slacreports/reports01/ssi92-034.pdf A Tale of Three Papers] gives the covers of the three original papers announcing the discovery.

{{جسيمات}}
{{معرفات مركب كيميائي}}
{{شريط بوابات|الفيزياء}}

{{ضبط استنادي}}

[[تصنيف:جسيمات أولية]]
[[تصنيف:ليبتونات]]

تاوون - تاريخ المراجعة

عبد العزيز: استبدال وسائط مستغى عنها في الاستشهاد