Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Belle II misst die ersten Teilchenkollisionen

26.04.2018

Auf diesen Moment hat die Teilchenphysik-Community lange gewartet: Am 26. April 2018 um 0.38 Uhr japanischer Zeit kollidierten im neuen SuperKEKB-Beschleuniger erstmals Materie- und Antimaterie-Teilchen. Erfolgsmeldung auch vom Detektor: Das ebenfalls neu entwickelte Belle II-Instrument hat die beim Aufprall produzierten Teilchenspuren „gesehen“ und aufgezeichnet. Mit dem Experiment hoffen Wissenschaftler zu verstehen, warum das ursprüngliche Materie-Antimaterie-Gleichgewicht im Universum gekippt und heute fast nur noch Materie vorhanden ist.

Wo liegt der Schlüssel zur Lösung des Materie-Antimaterie-Rätsels? Wissenschaftler suchen ihn im Zerfallsmuster kurzlebiger Teilchen, insbesondere von B-Mesonen, bei dem sich ein leichter Materieüberschuss beobachten lässt.


Der Belle II-Detektor zeichnet die von SuperKEKB produzierten Teilchenkollisionen auf und wertet sie aus.

Shota Takahashi/KEK

Bei B-Mesonen handelt es sich um Quark-Paare mit einem besonderen Merkmal: Eines der beiden Quarks ist ein Beauty-(B-) Quark oder das entsprechende Antiteilchen. B-Mesonen entstehen, wenn Elektronen und Positronen (Anti-Elektronen) aufeinandertreffen und sich gegenseitig auslöschen.

Suche nach besonderen Zerfällen

SuperKEKB beschleunigt Elektronen und Positronen auf gegenläufigen Bahnen, bevor sie im Belle II-Detektor kollidieren. Belle II verzeichnet und analysiert die Kollisionsereignisse. „Um Zerfälle nachzuweisen, die von der Norm abweichen, müssen die Teilchenspuren buchstäblich haargenau vermessen werden“, erklärt Dr. Hans-Günther Moser vom Max-Planck-Institut für Physik (MPP).

„Diese Aufgabe übernimmt ein hochsensibler Pixeldetektor, der sich unmittelbar am Kollisionspunkt im Zentrum von Belle II befindet.“ Prof. Dr. Thomas Kuhr von der LMU ergänzt: „Neben verbesserten Detektoren sind auch ausgefeilte Algorithmen erforderlich, um bei der Analyse der aufgezeichneten großen Datenmengen kleinste Abweichungen zu finden.“

Vor acht Jahren fiel im japanischen Tsukuba der Startschuss für die Modernisierung des KEK-Beschleunigers und des Belle-Detektors. Ziel des Großprojektes ist es, die Ausbeute an B-Mesonen um das 40-fache zu erhöhen: In den nächsten zehn Jahren soll das Gespann aus SuperKEKB und Belle II etwa 50 Milliarden B-Mesonen produzieren und auswerten. Mit dem enormen Datenzuwachs steigt auch die Chance, die gesuchten Zerfallsmuster zu finden.

Über das Exzellenzcluster Universe sind das Max-Planck-Institut für Physik (MPP), die Ludwigs-Maximilians-Universität (LMU) und die Technische Universität München (TUM) am Bau des innersten Detektors und der Entwicklung der Software zur Auswertung der Daten beteiligt.

Ein Ringbeschleuniger auf der Zielgeraden

Wesentliche Neuerung bei SuperKEKB ist ein neu konstruierter Positronenring sowie ein komplexes System aus supraleitenden Magneten, die die Teilchenpakete in der Spur halten. Mit dem modernisierten Beschleuniger geht auch der neue Belle II-Detektor in Betrieb, dessen Funktionen perfekt auf die Anlage abgestimmt sind.

Vor einigen Wochen wurden je ein Elektronen- und ein Positronenstrahl eingespeist. Seither arbeiten Wissenschaftler und Techniker daran, die Teilchenstrahlen auf die Kollision im Inneren des Belle II-Detektors auszurichten. Aktuell wird mithilfe von am MPP gefertigten Instrumenten auch die für die späteren Auswertungen störenden Untergrund-Signale gemessen. Nach dieser Testphase werden die letzten Komponenten, darunter der vom MPP maßgeblich mitentwickelte Pixeldetektor, eingebaut und kalibriert. Das wissenschaftliche Programm soll dann Anfang des nächsten Jahres beginnen.

Weitere Informationen:

https://www.mpp.mpg.de/aktuelles/meldungen/detail/belle-ii-misst-die-ersten-teil...
https://www.kek.jp/en/newsroom/2018/04/26/0700/
https://www.mpp.mpg.de/forschung/aufbau-der-materie/belle-ii-detektor/

Barbara Wankerl | Max-Planck-Institut für Physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?
16.07.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

nachricht Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen
13.07.2018 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vertikales Begrünungssystem Biolit Vertical Green<sup>®</sup> auf Landesgartenschau Würzburg

16.07.2018 | Architektur Bauwesen

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Krebszellen Winterschlaf halten

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics