Pierwsze cząstki krążą wewnątrz akceleratora e+e- SuperKEKB

Po trwających pięć lat pracach modernizacyjnych został uruchomiony w laboratorium KEK, w Japonii, kołowy zderzacz elektronów i pozytonów o nazwie SuperKEKB, następca akceleratora KEKB.

10 lutego 2016 r. pierwsza wiązka pozytonów zaczęła krążyć w pierścieniu zderzacza SuperKEKB, a 26 lutego sukcesem zakończyło się wprowadzenie do pierścienia maszyny wiązki elektronowej. Testy maszyny potrwają do końca czerwca 2016 r. W ramach tej fazy przygotowań w punkcie oddziaływania zostaną zainstalowane specjalne urządzenia pomiarowe dla lepszego zrozumienia tła pochodzącego od cząstek wiązki. Pozwoli to na optymalne wyznaczenie parametrów pracy akceleratora w fazie zbierania danych.
Po tych przygotowaniach na zderzaczu zostanie zainstalowany detektor Belle II, który jest zmodernizowaną wersją detektora Belle, działającego na akceleratorze KEKB. Zostaną także umieszczone nowe nadprzewodzące magnesy ogniskujące wiązki w punkcie ich przecięcia, które zredukują rozmiar wiązek 20-krotnie w stosunku do rozmiarów wiązek w KEKB. W SuperKEKB zastosowana zostanie nowa metoda zderzeń wiązek, poprzez przecięcia wiązek pod dużymi kątami w punkcie zderzenia. Zwiększą się też dwukrotnie prądy wiązek w stosunku do wartości dla KEKB, a także zostaną wprowadzone nowe komponenty wewnątrz akceleratora. Dokonane zmiany dadzą 40-krotny wzrost częstości zderzeń w porównaniu do częstości dla KEKB. Duża statystyka zebranych danych jest niezbędna dla poszukiwania odpowiedzi na pytania dotyczące asymetrii materii i antymaterii we współczesnym świecie czy tez odkrycia praw fizyki poza Modelem Standardowym.

Akcelerator KEKB, zwany też fabryką B, poprzednik SuperKEKB, osiągnął światowy rekord świetlności. W oparciu o zebrane dane współpraca Belle zaobserwowała po raz pierwszy łamanie symetrii CP rozpadach mezonów B, co zweryfikowało teorię Kobayashiego-Maskawy i doprowadziło do przyznania tym uczonym nagrody Nobla w 2008 r. Jednakże, zaobserwowana wartość asymetrii CP nie wystarcza do wytłumaczenia deficytu antymaterii. Dlatego konieczne stało się zwiększenie statystyki dostępnych danych, aby móc prowadzić dalsze badania.
W tym celu powstał projekt modernizacji zarówno akceleratora KEKB, jak i detektora Belle, dla zbudowania maszyny o wysokiej świetlności i urządzenia zdolnego sprostać wymaganiom pracy w nowych warunkach.
Detektor Belle II jest budowany przez współpracę, w skład której wchodzi ponad 600 badaczy z 98 instytucji z 23 państw.
Grupa fizyków i inżynierów z IFJ PAN jest członkiem współpracy Belle od początku jej powstania. Obecny udział w eksperymencie Belle II jest kontynuacją tej działalności. Jesteśmy zaangażowani w prace przy krzemowym detektorze wierzchołka SVD, w rozwój infrastruktury informatycznej dla rejestracji danych oraz metodologii dla przyszłych pomiarów w eksperymencie Belle II.


Źródło:
First turns and successful storage of beams in the SuperKEKB electron and positron rings