Експеримент Belle II – це експеримент з фізики елементарних частинок, призначений для вивчення властивостей B-мезонів (важких частинок, що містять b-кварк). Belle II є модернізацією експерименту , що працював з 1999 по 2010 роки. Детектор Belle II розташований у прискорювальному комплексі SuperKEKB в Цукубі, префектура Ібаракі, Японія. Детектор був встановлений у квітні 2017 року та розпочав збір даних на початку 2019 року. Очікується, що за період своєї роботи Belle II збере в 50 разів більше даних, ніж його попередник. Це стане можливим в основному завдяки збільшенню в 40 разів світності колайдера.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODJMelkzTDB0RlMxOUNaV3hzWlY5SlNWOUVaWFJsWTNSdmNsOGxNamd4SlRJNUxtcHdaeTh5TWpCd2VDMUxSVXRmUW1Wc2JHVmZTVWxmUkdWMFpXTjBiM0pmSlRJNE1TVXlPUzVxY0djPS5qcGc=.jpg)
В роботі над експериментом беруть близько тисячі науковців з 26 країн світу, в тому числі з України.
Наукова мета
Напрямки наукової роботи включають:
- вивчення порушення CP-інваріантності в розпадах B-мезонів, вимірювання кутів та сторін трикутника унітарності;
- вимірювання параметрів СКМ-матриці;
- дослідження інклюзивних розпадів
;
- вивчення напівлептонних розпадів типу
, таких як
та
;
- вивчення напівлептонних розпадів з участю нейтрино;
- пошук порушень лептонної універсальності;
- дослідження чармонію та ботомонію, пошук досі не відкритих станів;
- фізика тау-лептонів;
- пошук кандидатів темної матерії за ознакою "нестачі енергії" в продуктах розпаду.
Модернізація детектора
Значна частина оригінального детектора Belle була модернізована, щоб справлятися з вищою світністю, яку забезпечує прискорювач SuperKEKB. Центральна трекінгова система детектора (VXD) пристосована до більшого опромінення. Дві нові системи ідентифікації частинок були встановлені в передній частині (ідентифікація з допомогою аерогелевого детектора черенковського випромінювання) та в центральній частині (ідентифікація з допомогою кварцових брусків, в яких відбувається повне внутрішнє відбиття фотонів черенковського випромінювання). Проведена заміна електроніки та сцинтиляторів в інших частинах детектора.
Метою експерименту є набір 50 аб-1 даних на Belle II порівняно з 988 фб-1 у Belle.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODFMelUwTDBKbGJHeGxYMGxKWDBORVExOURiMjV6ZEhKMVkzUnBiMjR1YW5Cbkx6SXlNSEI0TFVKbGJHeGxYMGxKWDBORVExOURiMjV6ZEhKMVkzUnBiMjR1YW5Cbi5qcGc=.jpg)
Часова шкала
Збір даних Belle II розділений на три фази:
- Етап I – лютий-червень 2016 року: введення в експлуатацію прискорювача SuperKEKB та характеризація пучка.
- Етап II – 2018-2019 роки, детектор працював без внутрішньої трекінгової системи VXD для характеристизації фонового випромінювання у місці її майбутнього розташування. Це було необхідно для оцінки радіаційного опромінення, яке матиме цей чутливий детектор.
- Фаза III - починаючи з 2019 року: збір даних за допомогою повного детектора Belle II. Станом на 2019 рік було встановлено лише половину внутрішнього трекінгового детектора.
25 березня 2019 року зареєстровано перші зіткнення в повністю встановленому детекторі Belle II, що знаменувало початок його повноцінної роботи.
Відмінності від експерименту LHCb
Експерименти Belle II та LHCb (детектор на ВАК) мають схожу мету та працюють, доповнюючи один одне. Головною відмінністю між ними є те, що Belle II працює за принципом "B-фабрики" на електрон-позитронному колайдері, в той час як LHCb працює на адронному колайдері при значно вищих енергіях. У разі, якщо один з двох експериментів відкриє відхилення від Стандартної моделі, другий повинен буде підтвердити ці результати.
- LHCb (працює на енергії 13 ТеВ) має більший перетин утворення b-кварків за Belle II (енергія 10 ГеВ), що означає швидший набір даних.
- У зіткненнях LHCb утворюється велика кількість інших частинок, що створює значний фон та ускладнює роботу експерименту. В Belle II при роботі на Y(4S) резонансі утворюється лише пара B мезонів без жодних інших частинок.
- Belle II обладнаний краще для роботи з нейтральними частинками (γ, π0, K0). Завдяки своїй герметичності він також здатен визначати "нестачу енергії" в продуктах розпаду, що є типовою ознакою утворення нейтрино (яке не реєструється у детекторі).
- LHCb здатен продукувати не лише B-мезони, а і B-баріони (Λ0b, Ξ-/0b, Ω-b) та інші важкі частинки.
- Експерименти використовують різні принципи визначення аромату утвореного B мезона (англ. flavour tagging). Belle II має вищу ефективність через квантову кореляцію двох утворених мезонів в розпаді Y(4S).
Див. також
Список літератури
- . News (en-us) . Архів оригіналу за 23 березня 2021. Процитовано 24 січня 2021.
- . www-superkekb.kek.jp. Архів оригіналу за 31 березня 2019. Процитовано 28 квітня 2017.
- Belle II rolls in. CERN Courier (брит.). 19 травня 2017. Процитовано 24 січня 2021.
- . CERN Courier (брит.). 10 квітня 2020. Архів оригіналу за 22 січня 2021. Процитовано 24 січня 2021.
- (амер.). Архів оригіналу за 15 квітня 2021. Процитовано 24 січня 2021.
- . confluence.desy.de. Архів оригіналу за 25 лютого 2021. Процитовано 24 січня 2021.
- Kou, E; Urquijo, P; Altmannshofer, W; Beaujean, F; Bell, G; Beneke, M; Bigi, I I; Bishara, F; Blanke, M (1 грудня 2019). . Progress of Theoretical and Experimental Physics (англ.). Т. 2019, № 12. с. 123C01. doi:10.1093/ptep/ptz106. ISSN 2050-3911. Архів оригіналу за 5 жовтня 2021. Процитовано 24 січня 2021.
- INSPIRE. inspirehep.net. Процитовано 24 січня 2021.
Зовнішні посилання
- Публічна вебсторінка Belle 2 [ 31 травня 2019 у Wayback Machine.]
- Вебсторінка колаборації Belle 2 [ 6 вересня 2019 у Wayback Machine.]
- Пошук нової фізики - експеримент Belle II
- Belle II на Inspire
- SuperKEKB на Inspire [ 20 січня 2020 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Eksperiment Belle II ce eksperiment z fiziki elementarnih chastinok priznachenij dlya vivchennya vlastivostej B mezoniv vazhkih chastinok sho mistyat b kvark Belle II ye modernizaciyeyu eksperimentu inshi movi sho pracyuvav z 1999 po 2010 roki Detektor Belle II roztashovanij u priskoryuvalnomu kompleksi SuperKEKB v Cukubi prefektura Ibaraki Yaponiya Detektor buv vstanovlenij u kvitni 2017 roku ta rozpochav zbir danih na pochatku 2019 roku Ochikuyetsya sho za period svoyeyi roboti Belle II zbere v 50 raziv bilshe danih nizh jogo poperednik Ce stane mozhlivim v osnovnomu zavdyaki zbilshennyu v 40 raziv svitnosti kolajdera Vidkritij detektor Belle II pered ustanovkoyu vnutrishnoyi trekingovoyi sistemi V roboti nad eksperimentom berut blizko tisyachi naukovciv z 26 krayin svitu v tomu chisli z Ukrayini Naukova metaNapryamki naukovoyi roboti vklyuchayut vivchennya porushennya CP invariantnosti v rozpadah B mezoniv vimiryuvannya kutiv ta storin trikutnika unitarnosti vimiryuvannya parametriv SKM matrici doslidzhennya inklyuzivnih rozpadiv B X s g displaystyle B to X s gamma vivchennya napivleptonnih rozpadiv tipu b s l l displaystyle b to sl l takih yak B K l l displaystyle B to Kl l ta B K l l displaystyle B to K l l vivchennya napivleptonnih rozpadiv z uchastyu nejtrino poshuk porushen leptonnoyi universalnosti doslidzhennya charmoniyu ta botomoniyu poshuk dosi ne vidkritih staniv fizika tau leptoniv poshuk kandidativ temnoyi materiyi za oznakoyu nestachi energiyi v produktah rozpadu Modernizaciya detektoraZnachna chastina originalnogo detektora Belle bula modernizovana shob spravlyatisya z vishoyu svitnistyu yaku zabezpechuye priskoryuvach SuperKEKB Centralna trekingova sistema detektora VXD pristosovana do bilshogo oprominennya Dvi novi sistemi identifikaciyi chastinok buli vstanovleni v perednij chastini identifikaciya z dopomogoyu aerogelevogo detektora cherenkovskogo viprominyuvannya ta v centralnij chastini identifikaciya z dopomogoyu kvarcovih bruskiv v yakih vidbuvayetsya povne vnutrishnye vidbittya fotoniv cherenkovskogo viprominyuvannya Provedena zamina elektroniki ta scintilyatoriv v inshih chastinah detektora Metoyu eksperimentu ye nabir 50 ab 1 danih na Belle II porivnyano z 988 fb 1 u Belle Sporudzhennya Centralnoyi drejfovoyi kameri CDC eksperimentu Belle II Chasova shkalaZbir danih Belle II rozdilenij na tri fazi Etap I lyutij cherven 2016 roku vvedennya v ekspluataciyu priskoryuvacha SuperKEKB ta harakterizaciya puchka Etap II 2018 2019 roki detektor pracyuvav bez vnutrishnoyi trekingovoyi sistemi VXD dlya harakteristizaciyi fonovogo viprominyuvannya u misci yiyi majbutnogo roztashuvannya Ce bulo neobhidno dlya ocinki radiacijnogo oprominennya yake matime cej chutlivij detektor Faza III pochinayuchi z 2019 roku zbir danih za dopomogoyu povnogo detektora Belle II Stanom na 2019 rik bulo vstanovleno lishe polovinu vnutrishnogo trekingovogo detektora 25 bereznya 2019 roku zareyestrovano pershi zitknennya v povnistyu vstanovlenomu detektori Belle II sho znamenuvalo pochatok jogo povnocinnoyi roboti Vidminnosti vid eksperimentu LHCbEksperimenti Belle II ta LHCb detektor na VAK mayut shozhu metu ta pracyuyut dopovnyuyuchi odin odne Golovnoyu vidminnistyu mizh nimi ye te sho Belle II pracyuye za principom B fabriki na elektron pozitronnomu kolajderi v toj chas yak LHCb pracyuye na adronnomu kolajderi pri znachno vishih energiyah U razi yaksho odin z dvoh eksperimentiv vidkriye vidhilennya vid Standartnoyi modeli drugij povinen bude pidtverditi ci rezultati LHCb pracyuye na energiyi 13 TeV maye bilshij peretin utvorennya b kvarkiv za Belle II energiya 10 GeV sho oznachaye shvidshij nabir danih U zitknennyah LHCb utvoryuyetsya velika kilkist inshih chastinok sho stvoryuye znachnij fon ta uskladnyuye robotu eksperimentu V Belle II pri roboti na Y 4S rezonansi utvoryuyetsya lishe para B mezoniv bez zhodnih inshih chastinok Belle II obladnanij krashe dlya roboti z nejtralnimi chastinkami g p0 K0 Zavdyaki svoyij germetichnosti vin takozh zdaten viznachati nestachu energiyi v produktah rozpadu sho ye tipovoyu oznakoyu utvorennya nejtrino yake ne reyestruyetsya u detektori LHCb zdaten produkuvati ne lishe B mezoni a i B barioni L0b 3 0b W b ta inshi vazhki chastinki Eksperimenti vikoristovuyut rizni principi viznachennya aromatu utvorenogo B mezona angl flavour tagging Belle II maye vishu efektivnist cherez kvantovu korelyaciyu dvoh utvorenih mezoniv v rozpadi Y 4S Div takozhB mezon SuperKEKB Eksperiment LHCbSpisok literaturi News en us Arhiv originalu za 23 bereznya 2021 Procitovano 24 sichnya 2021 www superkekb kek jp Arhiv originalu za 31 bereznya 2019 Procitovano 28 kvitnya 2017 Belle II rolls in CERN Courier brit 19 travnya 2017 Procitovano 24 sichnya 2021 CERN Courier brit 10 kvitnya 2020 Arhiv originalu za 22 sichnya 2021 Procitovano 24 sichnya 2021 amer Arhiv originalu za 15 kvitnya 2021 Procitovano 24 sichnya 2021 confluence desy de Arhiv originalu za 25 lyutogo 2021 Procitovano 24 sichnya 2021 Kou E Urquijo P Altmannshofer W Beaujean F Bell G Beneke M Bigi I I Bishara F Blanke M 1 grudnya 2019 Progress of Theoretical and Experimental Physics angl T 2019 12 s 123C01 doi 10 1093 ptep ptz106 ISSN 2050 3911 Arhiv originalu za 5 zhovtnya 2021 Procitovano 24 sichnya 2021 INSPIRE inspirehep net Procitovano 24 sichnya 2021 Zovnishni posilannyaPublichna vebstorinka Belle 2 31 travnya 2019 u Wayback Machine Vebstorinka kolaboraciyi Belle 2 6 veresnya 2019 u Wayback Machine Poshuk novoyi fiziki eksperiment Belle II Belle II na Inspire SuperKEKB na Inspire 20 sichnya 2020 u Wayback Machine