Эксперимент Belle

Эксперимент Belle был проведён Belle Collaboration, международным сообществом из более чем 400 физиков и инженеров, в Исследовательской организации ускорителей высоких энергий (KEK) в Цукубе, префектура Ибараки, Япония. Эксперимент проводился с 1999 по 2010 год.

Детектор Belle в Цукуба Холл, КЕК

Детектор Belle находился в точке столкновения электрон- позитронного коллайдера асимметричной энергии, KEKB. Belle в KEKB вместе с экспериментом BaBar на ускорителе PEP-II в SLAC были известны как B-фабрики, поскольку они сталкивали электроны с позитронами при энергии центра импульса, равной массе Y(4S)-резонанса, который распадается на пары B-мезонов.

Детектор Belle представлял собой герметичный многослойный детектор частиц с большим телесным углом охвата, расположением вершин с точностью порядка десятков микрометров (обеспечивается кремниевым вершинным детектором), хорошей различающей способностью между пионами и каонами в диапазоне импульсов от 100 МэВ/c до нескольких ГэВ/c (обеспечивается черенковским детектором) и электромагнитным калориметр с точностью до нескольких процентов (на основе сцинтиллирующих кристаллов CsI(Tl)).

Эксперимент Belle II — модернизация Belle, которая была одобрена в июне 2010 года. В настоящее время он вводится в эксплуатацию и, как ожидается, начнет работу в 2018 году. Belle II находится в SuperKEKB (модернизированный ускоритель KEKB), который призван обеспечить в 40 раз большую интегрированную светимость.

Полученные результатыПравить

 

Списанная центральная дрейфовая трекерная камера от Belle, в настоящее время выставленная в Национальном музее природы и науки.

Основные моменты эксперимента Belle включают

• наблюдение большого CP-нарушения в нейтральной системе B-мезонов
• измерение доли разветвления включительно $B\to <!--\; \to \; -->X_s\mathrm{\gamma <!--\; \gamma \; -->}$$B\to X_{s}\gamma$  распады
• наблюдение за $b\to <!--\; \to \; -->s{l}^{+}{l}^{-<!--\; -\; -->}$$b\to sl^{+}l^{-}$  переход с $B\to <!--\; \to \; -->K{l}^{+}{l}^{-<!--\; -\; -->}$$B\to Kl^{+}l^{-}$  и $B\to <!--\; \to \; -->K^{\ast <!--\; \ast \; -->}{l}^{+}{l}^{-<!--\; -\; -->}$$B\to K^{*}l^{+}l^{-}$ 
• измерение ${\mathrm{\varphi <!--\; \varphi \; -->}}_3$$\phi _{3}$  используя $B\to <!--\; \to \; -->DK,D\to <!--\; \to \; -->K_S{\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}}^{+}{\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}}^{-<!--\; -\; -->}$$B\to DK,D\to K_{S}\pi ^{+}\pi ^{-}$  диаграммы Далица
• измерение элементов матрицы смешения кварков CKM $|V_{ub}|$$|V_{ub}|$  и $|V_{cb}|$$|V_{cb}|$ 
• наблюдение прямого СР-нарушения в $B^0\to <!--\; \to \; -->{\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}}^{+}{\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}}^{-<!--\; -\; -->}$$B^{0}\to \pi ^{+}\pi ^{-}$  и $B^0\to <!--\; \to \; -->K^{-<!--\; -\; -->}{\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}}^{+}$$B^{0}\to K^{-}\pi ^{+}$ 
• наблюдение за $b\to <!--\; \to \; -->d$$b\to d$  переходов
• доказательства $B\to <!--\; \to \; -->\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}$$B\to \tau \nu$ 
• наблюдения ряда новых частиц, включая X(3872)

Образцы данныхПравить

Ускоритель KEKB имел на тот момент самую высокую в мире светимость. Большая часть собранных данных относилась к ϒ(4S). Мгновенная светимость превышала 2,11⋅10³⁴ см⁻²·с⁻¹. Интегрированная яркость, собранная для массы ϒ(4S) была около 710 фбн⁻¹ (соответствует 771 миллиону BB-мезонных пар). Около 10 % данных было получено ниже резонанса ϒ(4S) для изучения фона. Кроме того, KEKB провел специальные замеры на ϒ(5S)-резонансе для изучения B
s-мезона, а также на ϒ(1S)-, ϒ(2S)- и ϒ(3S)- резонансах для получения свидетельств существования темной материи и бозона Хиггса. Данные по ϒ(1S), ϒ(2S) и ϒ(5S), собранные Belle — самые объёмные в мире.

См. такжеПравить

• B-фабрика
• BB-колебание

СсылкиПравить

• Официальный сайт Belle
• Сайт сотрудничества Belle II
• Публичный веб-сайт Belle II