Modelo Estándar de Física de Partículas: ¿Qué se entiende por decaimiento de leptones tau “1 punta” o “3 puntas”?

La respuesta simple es que “punta” se refiere al número de partículas cargadas en el estado final de la desintegración de tau. Como la mayoría de los detectores usan una cámara de rastreo para identificar partículas cargadas, las desintegraciones de tau se pueden clasificar en aquellas que proporcionan una sola pista (1 clavija) y aquellas que proporcionan 3 pistas (3 clavijas).

En cuanto a por qué estas son las dos posibilidades, debe observar los posibles canales de desintegración de tau. La descomposición de Taus ya sea en un leptón (electrón o muón) y neutrinos o en un estado final hadrónico generalmente compuesto de piones cargados y pi0 neutros (aunque otras partículas hadrónicas que se pueden producir, los piones son los más comunes). En el caso de los leptones, la descomposición contiene un solo leptón cargado que da una sola pista: 1 punta. En el caso hadrónico, los piones cargados proporcionan una pista. Como taus tiene una carga de -1 (+1 para anti-taus), por conservación de carga, su estado final también debe tener una carga de -1. Y dado que los piones cargados tienen una carga de +/- 1, debe haber un número impar de piones cargados en el estado final, lo que da un número impar de pistas. En general, la tau se desintegra en un solo pión cargado (1 punta) y cualquier número de pi’0s neutros o tres piones cargados (3 puntas, pi ^ -1 + pi ^ + 1 + pi ^ -1) y cualquier número de pi0 neutral.

Es posible que taus dé incluso 5 o 7 pistas, pero estas son muy poco frecuentes y extremadamente difíciles de identificar a partir de procesos en segundo plano, por lo que la física tau generalmente se centra en taus de 1 o 3 puntas.