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.[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.

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.