Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erfolgreicher Start in Phase 3 am japanischen Beschleuniger SuperKEKB

14.03.2019

Von deutschen Physikerinnen und Physikern mitentwickelter und -gebauter Belle II-Detektor ist inzwischen vollständig instrumentiert

Am japanischen Teilchenbeschleuniger SuperKEKB ist am 11. März 2019 die mit Spannung erwartete Phase 3 erfolgreich gestartet. Das ausgeklügelte Detektorsystem des Belle II-Experiments ist nun vollständig instrumentiert und wird die Suche nach neuer Physik in der jetzt begonnenen Messkampagne mit Hochdruck vorantreiben.


Schematische Darstellung des Belle II-Detektorsystems

Abb./©: Rey Hori, KEK

Ein wesentlicher Meilenstein war die Installation des vollständigen VerteX-Detektorsystems (VXD), dessen Entwicklung und Montage rund 10 Jahre dauerte. Dieser hochmoderne Spurdetektor ermöglicht die präzise Vermessung von Teilchenspuren nah an dem Interaktionspunkt, an dem hochenergetische Elektronen und Positronen des SuperKEKB miteinander kollidieren und andere Teilchen, insbesondere sogenannte B-Mesonen, produzieren können.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Concettina Sfienti am Institut für Kernphysik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) hat dieses Vorhaben mit der Entwicklung und Programmierung spezieller Elektronik zur Überwachung des Detektorsystems unterstützt.

Mit Belle II sollen 50-mal mehr Daten als beim Vorgängerexperiment Belle gesammelt werden. Diese gewonnenen Daten sollen dann nicht nur genutzt werden, um bereits bekannte physikalische Phänomene mit deutlich verbesserter Präzision zu studieren, sondern auch für die Suche nach neuen Phänomenen, die durch das höchst erfolgreiche Standardmodell der Teilchenphysik nicht vorhergesagt werden und die Geheimnisse des frühen Universums neu beleuchten.

Insbesondere wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Belle II Beweise für die Existenz neuer unbekannter Teilchen finden, die eine mögliche Erklärung für das Vorherrschen von Materie im Vergleich zu Antimaterie liefern und so weitere offene fundamentale Fragen zum Verständnis des Universums beantworten.

Die im Beschleuniger herbeigeführten Elektron-Positron-Kollisionen erzeugen große Mengen von B-Meson-Paaren, die nach kurzer Zeit bereits wieder zerfallen. Diese Zerfallsprodukte können – insbesondere auch unter Zuhilfenahme des VerteX-Detektorsystems – untersucht werden, um Abweichungen von der akzeptierten Theorie zu finden. Wenn sich statistisch signifikante Unterschiede zur Theorie ergäben, wäre dies eine der ersten Entdeckungen neuer Physik seit Entwicklung des Standardmodells in den 1970er-Jahren.

Um eine solche Entdeckung mit Sicherheit zu bestätigen, müssen um ein Vielfaches mehr B-Paare beobachtet werden als jemals in früheren Elektron-Positron-Anlagen produziert wurden. Noch hält der KEKB-Beschleuniger, der von 1999 bis 2010 betrieben wurde, den Luminositätsrekord für Elektron-Positron-Kollider.

Die Luminosität ist dabei der maßgebliche Indikator dafür, wie viele Teilchen überhaupt miteinander kollidieren können. Belle II soll nun mit der deutlichen Erhöhung der Luminosität die etwa 50-fache Anzahl an B-Meson-Zerfällen des ursprünglichen Belle-Experiments produzieren, das 760 Millionen solcher Ereignisse hervorbrachte.

Die Inbetriebnahme des SuperKEKB-Beschleunigers wurde im Februar 2016 erfolgreich abgeschlossen. In beiden Ringen zirkulierten daraufhin bereits die Teilchenstrahlen mit hervorragenden Strahleigenschaften, jedoch waren noch keine Kollisionen möglich. Es folgten im März 2018 in Phase 2 erste Kollisionen, die mit einem reduzierten Aufbau des Belle II-Detektors registriert werden konnten. Erste Ergebnisse aus Phase 2 wurden 2018 bereits auf internationalen Konferenzen gezeigt.

Die durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierte Verbundforschungsförderung für Belle II ist eingebettet in das Rahmenprogramm „Erforschung von Universum und Materie (ErUM)“.

Bildmaterial:
http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/08_kernphysik_belle-II.jpg
Schematische Darstellung des Belle II-Detektorsystems
Abb./©: Rey Hori, KEK

Weiterführende Links:


https://www.kek.jp/en/ – Forschungszentrum KEK – High Energy Accelerator Research Organization (KEK))


http://belle2.jp – Belle II-Experiment am Forschungszentrum KEK


https://www.kek.jp/en/newsroom/2019/03/11/1600/ – Pressemitteilung des Forschunsgzentrums KEK: „SuperKEKB Phase 3 (Belle II Physics Run) Starts“ (11.03.2019)


https://www.bmbf.de/de/erforschung-von-universum-und-materie---das-rahmenprogram... – Erforschung von Universum und Materie – das Rahmenprogramm ErUM des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)

Lesen Sie mehr:


http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/4887_DEU_HTML.php – Pressemitteilung „Erste Kollision von Elektronen und Positronen am japanischen Beschleuniger SuperKEKB“ (27.04.2018)


http://www.uni-mainz.de/presse/74697.php – Pressemitteilung „Erste Teilchenumläufe am Beschleuniger SuperKEKB“ (17.03.2016)

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Concettina Sfienti
Institut für Kernphysik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-25841
E-Mail: sfienti@uni-mainz.de
https://www.kernphysik.uni-mainz.de/

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung
21.02.2020 | Universität Paderborn

nachricht 10.000-mal schnellere Berechnungen möglich
20.02.2020 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

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: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

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

Globale Datenbank für Karstquellenabflüsse

21.02.2020 | Geowissenschaften

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Langlebige Fachwerkbrücken aus Stahl einfacher bemessen

21.02.2020 | Architektur Bauwesen

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