El detector Belle II tuvo un comienzo exitoso en Japón. Desde el 25 de marzo de 2019, el instrumento ha estado midiendo las primeras colisiones de partículas, que se generan en el acelerador SuperKEKB modernizado. El nuevo dúo produce más de 50 veces el númerode colisiones en comparación con su predecesora. El gran aumento de datos evaluables significa que no hay una mayor posibilidad de descubrir por qué hay un desequilibrio entre la materia y la antimateria en el Universo.
En el experimento Belle II, los electrones y sus antipartículas, los positrones, entran en colisión. Esto da como resultado la generación de mesones B, parejas que consisten en un quark y un anti-quark. Durante experimentos anteriores Belle y BaBar, los científicos pudieron observar que los mesones B y los mesones anti-B se descomponen a diferentes velocidades 1.
Este fenómeno se conoce como violación de PC 2. Ofrece una orientación cuando se trata de por qué el Universo casi no contiene antimateria, aunque después del Big Bang, ambas formas de materia deben haber estado presentesen cantidades iguales.
¿Belle II descubrirá nueva física?
"Sin embargo, la asimetría observada hasta la fecha es demasiado pequeña para explicar la falta de antimateria", dice Hans-Günther Moser, del Instituto Max Planck de Física. "Por eso estamos buscando un mecanismo más poderoso que tengahasta la fecha se desconoce lo que rompería los límites del 'modelo estándar de física de partículas' que se ha utilizado hasta la fecha. Sin embargo, para encontrar esta nueva física y proporcionar evidencia estadística, los físicos deben recopilar y evaluar muchos más datos de los quehaber hecho hasta la fecha "
Con esta tarea en mente, el antiguo acelerador KEK y Belle, que estuvieron operativos desde 1999 hasta 2010, se han modernizado completamente. Ahora se están ejecutando bajo los nombres Belle II y SuperKEKB. El nuevo desarrollo clave es el 40-el aumento de la luminosidad, el número de colisiones de partículas por unidad de área.
Para este propósito, los científicos y técnicos han reducido significativamente el perfil del haz de partículas; al mismo tiempo, será posible duplicar el número de racimos de partículas en el futuro. La probabilidad de que las partículas realmente se golpeen entre sípor lo tanto, aumenta considerablemente. De esta manera, los científicos tendrán 50 veces la cantidad de datos disponibles para evaluación en el futuro.
Grabación de alta precisión de pistas de partículas
Sin embargo, la cantidad adicional de datos presenta grandes desafíos cuando se trata de la calidad del análisis proporcionado por el detector. Después de la colisión de partículas, los mesones B se descomponen en solo 0.1 milímetros en un vuelo promedio. Esto significa que los detectores tienenpara trabajar de manera muy rápida y precisa. Esto está garantizado por un detector de vértices de píxeles altamente sensible, gran parte del cual fue desarrollado y construido en el Instituto Max Planck de Física y el laboratorio de semiconductores de la Sociedad Max Planck. El detector tiene 8 millones de píxelesen general, y ofrece 50,000 imágenes por segundo.
"Varias tecnologías especiales están integradas en el detector de vértices de píxeles", explica Moser. "Cuando se introducen nuevos paquetes de partículas en el SuperKEKB, que inicialmente genera un fondo muy grande, podemos cegar el detector durante aproximadamente 1 microsegundo. Esto significa quelas señales no relevantes se pueden bloquear ". Además, los sensores del detector no son más gruesos que un cabello humano, con anchos de solo 75 micrómetros. Los físicos esperan que de esta manera, puedan evitar que las partículas se dispersen mientras pasan a través de la materia.
El inicio de la operación de medición marcará el final de un importante proyecto de construcción. Durante nueve años, científicos e ingenieros han estado trabajando en la conversión y modernización del detector. La ejecución que ahora ha comenzado continuará hasta el 1 de julio de 2019.SuperKEKB y Belle II se reiniciarán en octubre de 2019 después de una breve pausa para el mantenimiento.
1 En 2008, los profesores japoneses Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa ganaron el Premio Nobel de Física por este descubrimiento.
2 Carga / Paridad
3 El detector de vértices de píxeles fue desarrollado y construido por 11 instituciones de investigación: Excellence Cluster Universe, DESY, Semiconductor Laboratory of the Max Planck Society, Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen, Karlsruhe Institute for Technology, Max-Planck Institute for Physics, Universidad Técnica de Munich, Universidad de Bonn, Universidad de Giessen, Universidad de Goettingen, Universidad de Heidelberg.
carga / paridad
El detector de vértices de píxeles fue desarrollado y construido por 11 instituciones de investigación: Excellence Cluster Universe, DESY, Laboratorio de semiconductores de la Sociedad Max Planck, Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen, Instituto Karlsruhe de Tecnología, Instituto Max-Planck de Física, Universidad Técnicade Munich, Universidad de Bonn, Universidad de Giessen, Universidad de Goettingen, Universidad de Heidelberg.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :