Эксперимент Belle

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Детектор Belle в Цукуба Холл, КЕК

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.[1]

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.[2] В настоящее время он вводится в эксплуатацию[3] и, как ожидается, начнет работу в 2018 году.[4] Belle II находится в SuperKEKB (модернизированный ускоритель KEKB), который призван обеспечить в 40 раз большую интегрированную светимость.

Полученные результаты[править | править код]

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[5]
  • измерение доли разветвления включительно распады[6]
  • наблюдение за переход с [7] и [8]
  • измерение используя диаграммы Далица[1]
  • измерение элементов матрицы смешения кварков CKM и
  • наблюдение прямого СР-нарушения в [9] и [10]
  • наблюдение за переходов[11]
  • доказательства [12]
  • наблюдения ряда новых частиц, включая X(3872)[13]

Образцы данных[править | править код]

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. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Bevan, A. J. The Physics of the B Factories (англ.) // The European Physical Journal C (англ.) : journal. — 2014. — 1 November (vol. 74, no. 11). — P. 3026. — ISSN 1434-6044. — doi:10.1140/epjc/s10052-014-3026-9. — Bibcode2014EPJC...74.3026B. — arXiv:1406.6311.
  2. KEK press release
  3. Belle II (англ.). www.belle2.org. Дата обращения: 28 апреля 2017.
  4. SuperKEKB. www-superkekb.kek.jp. Дата обращения: 30 апреля 2017.
  5. Abe, K. Observation of Large CP Violation in the Neutral B Meson System (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2001. — 14 August (vol. 87, no. 9). — P. 091802. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.87.091802. — Bibcode2001PhRvL..87i1802A. — arXiv:hep-ex/0107061. — PMID 11531561.
  6. Abe, K. A measurement of the branching fraction for the inclusive B→Xsγ decays with the Belle detector (англ.) // Physics Letters B (англ.) : journal. — 2001. — 5 July (vol. 511, no. 2—4). — P. 151—158. — doi:10.1016/S0370-2693(01)00626-8. — Bibcode2001PhLB..511..151B. — arXiv:hep-ex/0103042.
  7. Abe, K. Observation of the Decay B → K l + l − (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2002. — Vol. 88, no. 2. — P. 021801. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.88.021801. — Bibcode2002PhRvL..88b1801A. — arXiv:hep-ex/0109026. — PMID 11801003.
  8. Ishikawa, A. Observation of B → K * ℓ + ℓ − (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2003. — 24 December (vol. 91, no. 26). — P. 261601. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.91.261601. — Bibcode2003PhRvL..91z1601I. — arXiv:hep-ex/0308044. — PMID 14754037.
  9. Abe, K. Observation of Large C P Violation and Evidence for Direct C P Violation in B 0 → π + π − Decays (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2004. — 6 July (vol. 93, no. 2). — P. 021601. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.93.021601. — Bibcode2004PhRvL..93b1601A. — arXiv:hep-ex/0401029. — PMID 15323897.
  10. Chao, Y. Evidence for Direct C P Violation in B 0 → K + π − Decays (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2004. — 5 November (vol. 93, no. 19). — P. 191802. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.93.191802. — Bibcode2004PhRvL..93s1802C. — arXiv:hep-ex/0408100. — PMID 15600826.
  11. Mohapatra, D. Observation of b → d γ and Determination of | V t d / V t s | (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2006. — 9 June (vol. 96, no. 22). — P. 221601. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.96.221601. — Bibcode2006PhRvL..96v1601M. — arXiv:hep-ex/0506079. — PMID 16803300.
  12. Ikado, K. Evidence of the Purely Leptonic Decay B − → τ − ν ¯ τ (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2006. — 22 December (vol. 97, no. 25). — P. 251802. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.97.251802. — Bibcode2006PhRvL..97y1802I. — arXiv:hep-ex/0604018. — PMID 17280341.
  13. Choi, S.-K. Observation of a Narrow Charmoniumlike State in Exclusive B ± → K ± π + π − J / ψ Decays (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2003. — 23 December (vol. 91, no. 26). — P. 262001. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.91.262001. — Bibcode2003PhRvL..91z2001C. — arXiv:hep-ex/0309032. — PMID 14754041.

Ссылки[править | править код]