SuperKEKB [1] es un colisionador de partículas ubicado en KEK ( Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía ) en Tsukuba , Prefectura de Ibaraki , Japón . SuperKEKB choca electrones con positrones en la energía del centro de impulso cerca de la masa de la resonancia Υ (4S), lo que la convierte en una fábrica B de segunda generación para el experimento Belle II . El acelerador es una actualización del acelerador KEKB , que proporciona una luminosidad aproximadamente 40 veces mayor , [2]debido principalmente a imanes de enfoque cuadripolares superconductores . [1] El acelerador logró "primeros giros" (primera circulación de haces de electrones y positrones) en febrero de 2016. [3] Las primeras colisiones ocurrieron el 26 de abril de 2018. [4] A las 20:34 del 15 de junio de 2020, SuperKEKB logró el mundial luminosidad instantánea más alta para un acelerador de haz en colisión, estableciendo un récord de 2,22 × 10 34 cm −2 s −1 . [5]
Descripción
El diseño de SuperKEKB reutiliza muchos componentes de KEKB. [1] En funcionamiento normal, SuperKEKB choca electrones a 7 GeV con positrones a 4 GeV [2] (en comparación con KEKB a 8 GeV y 3,5 GeV respectivamente). Por tanto, la energía del centro de momento de las colisiones se encuentra en la masa de la resonancia Υ (4S) (10,57 GeV / c 2 ). [6] El acelerador también realizará recorridos cortos a energías de otras resonancias ,, con el fin de obtener muestras de otros mesones y bariones B. [1] La asimetría en la energía del haz proporciona un impulso relativista de Lorentz a las partículas del mesón B producidas en la colisión. La dirección del rayo de mayor energía determina la dirección "hacia adelante" y afecta el diseño de gran parte del detector Belle II .
Al igual que con KEKB , SuperKEKB consta de dos anillos de almacenamiento: uno para el haz de electrones de alta energía (el anillo de alta energía, HER) y otro para el haz de positrones de baja energía (el anillo de baja energía, LER). El acelerador tiene una circunferencia de 3016 m con cuatro secciones rectas y salas experimentales en el centro de cada una, llamadas "Tsukuba", "Oho", "Fuji" y "Nikko". [2] El experimento Belle II está ubicado en el único punto de interacción en Tsukuba Hall. [7]
Luminosidad
La luminosidad objetivo para SuperKEKB es 8 × 10 35 cm −2 s −1 , esto es 40 veces mayor que la luminosidad en KEKB . [8] La mejora se debe principalmente al llamado esquema de ' nanohaz ', propuesto originalmente [9] para el experimento SuperB cancelado [10] . En el esquema de nanohaz en SuperKEKB, los rayos se aprietan en la dirección vertical y se aumenta el ángulo de cruce, lo que reduce el área del cruce. [1] La luminosidad se incrementa aún más en un factor de dos, debido a una corriente de haz más alta que KEKB. [1] El ángulo de enfoque y cruce se logra mediante dos nuevos imanes cuadrupolos superconductores en el punto de interacción [1] que se instalaron en febrero de 2017. [11]
El 15 de junio de 2020, SuperKEKB estableció un nuevo récord mundial de luminosidad instantánea más alta para un acelerador de haz en colisión: 2,22 × 10 34 cm −2 s −1 . (El 21 de junio de 2020, SuperKEKB rompió su propio récord y alcanzó una luminosidad instantánea de 2,40 × 10 34 cm −2 s −1 .) El récord mundial anterior de 2,14 × 10 34 cm −2 s −1 lo logró el LHC en 2018. [12] [13]
Ver también
- KEKB
- Gran colisionador de electrones y positrones
- Gran Colisionador de Hadrones
Referencias
- ^ a b c d e f g Ohnishi, Yukiyoshi; Abe, Tetsuo; Adachi, Toshikazu; Akai, Kazunori; Arimoto, Yasushi; Ebihara, Kiyokazu; Egawa, Kazumi; Flanagan, John; Fukuma, Hitoshi (1 de enero de 2013). "Diseño de aceleradores en SuperKEKB" . Progreso de la Física Teórica y Experimental . 2013 (3): 3A011. Código bibliográfico : 2013PTEP.2013cA011O . doi : 10.1093 / ptep / pts083 .
- ^ a b c "SuperKEKB" . www-superkekb.kek.jp . Consultado el 21 de mayo de 2017 .
- ^ "Felicitaciones a SuperKEKB por" primeros turnos "| CERN" . hogar.cern . Consultado el 21 de mayo de 2017 .
- ^ "Electrones y positrones chocan por primera vez en el acelerador SuperKEKB" . kek.jp . Consultado el 26 de abril de 2018 .
- ^ "El colisionador SuperKEKB logra la mayor luminosidad del mundo" . kek.jp . Consultado el 26 de junio de 2020 .
- ^ Patrignani, C .; Grupo, datos de partículas (2016). "Revisión de la física de partículas" . Física C china . 40 (10): 100001. Código Bibliográfico : 2016ChPhC..40j0001P . doi : 10.1088 / 1674-1137 / 40/10/100001 . ISSN 1674-1137 .
- ^ "Experimento Belle II" . belle2.jp . Consultado el 22 de mayo de 2017 .
- ^ "SuperKEKB" . www-superkekb.kek.jp . Consultado el 23 de enero de 2021 .
- ^ SuperB Collaboration (4 de septiembre de 2007). "SuperB: una fábrica asimétrica de alta luminosidad e + e- Super Flavor. Informe de diseño conceptual". arXiv : 0709,0451 [ hep-ex ].
- ^ "Italia cancela colisionador SuperB de 1.000 millones de euros - physicsworld.com" . physicsworld.com . Consultado el 28 de mayo de 2017 .
- ^ "Experimento Belle II en Twitter" . Twitter . Consultado el 28 de mayo de 2017 .
- ^ "KEK recupera récord de luminosidad" . Mensajero del CERN . 30 de junio de 2020 . Consultado el 8 de septiembre de 2020 .
- ^ "El colisionador SuperKEKB logra la mayor luminosidad del mundo" . Interacciones . Consultado el 8 de septiembre de 2020 .
enlaces externos
- Página web de SuperKEKB
- Página web de KEK
- SuperKEKB en Inspire
- Belle II en Inspire