Tauon/Antitauon-Ereignisse
Taonen und Antitaonen zerfallen bereits sehr kurz nach ihrer Entstehung im Detektor, für ihre Zuordnung muss man also die Zerfallsprodukte beurteilen.
Entweder zerfallen Tauonen in leichte Leptonen, also Elektronen bzw. Myonen zusätzlich zu drei Neutrinos, welche den Detektor unbemerkt verlassen und viel Energie heraustragen oder in ein bis drei geladene, leichte Quarks zusammen mit einem undetektierten Neutrino.
Dementsprechend erkennt man Tauon/Antitauon-Ereignisse so gut wie immer an zwei oder vier detektierte Spuren im Detektor. Manchmal geht ein Teilchen verloren, sodass nur drei Spuren detektiert werden.
Im Fall von zwei Spuren kann man Tauon/Antitauon-Ereignisse gut von Elektron/Positron- oder Myon/Antimyon-Ereignissen unterscheiden, wenn von beiden Spuren lediglich eine klar erkennbare Myon-Spur (also mit der Vielzahl an grünen Detektionen am äußeren Rand der Spur) ist. Da alle Teilchen immer Paarweise entstehen, kann ein einzelnes Myon nur aus einem Tau-Prozess kommen.
Kniffliger wird es, wenn beide oder keins der beiden Taus in Myonen zerfallen sind, und das Ereignis auf den ersten Blick aussieht, wie e+e-- oder 𝛍+𝛍--Ereignisse. In diesem Fall kann man sich zu nutze machen, dass bei 𝛕+𝛕--Zerfällen viele Neutrinos entstehen, welche vom Detektor nicht detektiert werden. Als Resultat haben 𝛕+𝛕--Ereignisse für gewöhnlich sehr viel fehlende Energie.
Ereignisse mit drei oder vier Spuren stammen für gewöhnlich aus einem 𝛕+𝛕-- oder einem leichten Quark-Prozess. Zur Unterscheidung dieser beiden kann man wieder die hohe fehlende Energie in 𝛕+𝛕--Ereignissen ausnutzen. Zusätzlich sind die tau+tau--Ereignisse für gewöhnlich geradliniger. Auch kann man manchmal ausnutzen, dass optisch schon der für Taus charakteristische Zerfall einmal in eine Spur und einmal in drei Spuren sichtbar wird.
Kollisionsvideos e+e- nach 𝛕+𝛕-:
Beispiel 1: Tauon/Antitauon-Ereignis
Bild © Teilchenwelt Bonn / YouTube
Beispiel 2: Tauon/Antitauon-Ereignis
Bild © Teilchenwelt Bonn / YouTube
Beispiel 3: Tauon/Antitauon-Ereignis
Bild © Teilchenwelt Bonn / YouTube