Cercetarea lui tau a început în 1960 la CERN de către grupul Bologna-CERN-Frascati (BCF) condus de Antonino Zichichi. Zichichi a venit cu ideea unui nou lepton greu secvențial numit acum tau și a inventat o metodă de căutare. Acesta a efectuat un experiment la instalația ADONE în 1969, odată ce acceleratorul a devenit operațional, însă acceleratorul pe care l-a folosit nu avea suficientă energie pentru a căuta particula tau.
Tau a fost anticipat în mod independent într-o lucrare din 1971 de către Yung-su Tsai. Furnizând teoria pentru această descoperire, particula tau a fost detectată într-o serie de experimente între 1974 și 1977 de către Martin Lewis Perl împreună cu colegii săi și ai lui Tsai de la Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) și grupul Lawrence Berkeley National Laboratory (LBL). Echipamentul lor era format din noul inel de coliziune
e+
–
e-
e-
, numit SPEAR, de la SLAC, pe atunci nou, și din detectorul magnetic de la LBL. Acestea puteau detecta și distinge între leptoni, hadroni și fotoni. Ei nu au detectat direct tau, ci mai degrabă au descoperit evenimente anormale:
Am descoperit 64 de evenimente de forma
e+
+
e-
→
e±
+
μ∓
+ cel puțin două particule nedetectatepentru care nu avem o explicație convențională.
Necesitatea a cel puțin două particule nedetectate a fost demonstrată de incapacitatea de a conserva energia și impulsul cu una singură. Cu toate acestea, nu au fost detectați alți muoni, electroni, fotoni sau hadroni. S-a propus ca acest eveniment să fi fost producerea și dezintegrarea ulterioară a unei noi perechi de particule:
e+
+
e-
→
τ+
+
τ-
→
e±
+
μ∓
+ 4
ν
Aceasta a fost dificil de verificat, deoarece energia de producere a perechii
τ+
τ-
este similară cu pragul de producere a mezonului D. Masa și spinul lui tau au fost stabilite ulterior prin lucrări efectuate la DESY-Hamburg cu Spectrometrul cu braț dublu (DASP) și la SLAC-Stanford cu Contorul direct de electroni SPEAR (DELCO),
Simbolul τ a fost derivat din grecescul τρίτον (triton, care înseamnă „al treilea” în limba engleză), deoarece a fost cel de-al treilea lepton încărcat descoperit.
Martin Lewis Perl a împărțit Premiul Nobel pentru Fizică din 1995 cu Frederick Reines. Acesta din urmă a primit partea sa de premiu pentru descoperirea experimentală a neutrinului.
.