​Эксперимент Belle II — это один из экспериментов в физике высоких энергий, работающий на передовых рубежах современной науки. Данные, полученные в результате эксперимента, позволят проверить предсказания Стандартной модели для вероятностей редких распадах B- и D-мезонов и t-лептона, улучшить точность измерения параметров нарушения симметрии между веществом и антивеществом и, возможно, обнаружить проявления новой физики.

Эксперимент проводится в Японии, в исследовательской организации высоких энергий КЕК, на коллайдере SuperКЕКВ. В нем задействованы сотрудники лабораторий изучения физики В- и D-мезонов, изучения свойств b- и c-кварков в е+е-аннигиляции и физики тяжелых кварков в адронных взаимодействиях Междисциплинарного центра физики элементарных частиц и астрофизики Физического факультета НГУ, а также исследователи лабораторий Института ядерной физики им. Г. К. Будрека СО РАН.

Сотрудничество лабораторий ИЯФ СО РАН и международной организации по исследованиям ускорителей высоких энергий КЕК (Япония) продолжается с 1993 года. В 2014 году в НГУ были организованы лаборатории ЛИФМ и ЛИСКА МЦФЭЧиА ФФ НГУ, сотрудники которых активно и плодотворно участвуют в эксперименте Belle и Belle II. 

Группа ученых занимается модернизацией калориметра детектора Belle II — системы для регистрации и измерения энергии и направления фотонов, электронов и идентификации заряженных частиц. Калориметр включает около девяти тысяч счетчиков на основе сцинтилляционных кристаллов CsI(Tl). Российские физики разработали электронику калориметра и теперь занимаются поддержкой этой электроники и калибровкой счетчиков.

Физики лабораторий НГУ разрабатывают и поддерживают систему сбора данных калориметра — программного обеспечения для считывания зарегистрированных данных с высокой скоростью. Кроме того, физики лабораторий НГУ разработали модуль, позволяющий оперативно измерять светимость коллайдера, выделяя события упругого электрон-позитронного рассеяния и измеряя их частоту. Данные этого модуля используются как для настройки коллайдера, так и для определения количества полезных событий, записанных в эксперименте.

— Взаимодействие элементарных частиц описывается современной теорией, так называемой Стандартной моделью. Результаты многих экспериментов прекрасно согласуются с этой теорией. Однако на очень малых расстояниях возможны проявления новых, неизвестных взаимодействий. Эксперимент Belle II — это прецизионный эксперимент, направленный на поиск проявлений новой физики. В экспериментах, проводимых в ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере, увеличивается энергия взаимодействующих частиц, что позволяет сблизить эти частицы и обнаружить проявление новых взаимодействий. В нашем эксперименте мы работаем на меньших энергиях, но проводим измерения с очень высокой точностью, что позволяет обнаружить проявления взаимодействий, происходящих глубоко внутри взаимодействующих частиц, — объяснил заведующий ЛИФМ ФФ Александр Кузьмин.

С апреля по июнь 2019 года в КЕК проводился очередной сеанс набора статистики на установке Belle II. Это был первый набор данных со всеми работающими подсистемами детектора. Ученые проверили работоспособность всех подсистем и системы сбора данных Belle II и записали экспериментальные данные, обработка которых ведется в настоящее время. По словам Александра Кузьмина, в течение сеанса на коллайдере SuperКЕКВ была получена светимость 1034см-2с-1, сравнимая со светимостью предыдущей установки КЕКВ. Это значительное достижение, но в будущем светимость предстоит увеличить в 80 раз.

— Для обнаружения редких распадов требуется исследовать большое количество распадов B- и D-мезонов и t-лептона. Частота рождения этих частиц определяется светимостью установки — величиной, характеризующей частоту взаимодействия электронов и позитронов в коллайдере. Светимость зависит от интенсивности электрон-позитронных пучков и их размеров. Создание коллайдера, обеспечивающего эффективное взаимодействие плотных, интенсивных пучков, — это сложная задача ускорительной физики. SuperКЕКВ — это установка, которая будет иметь самую высокую светимость в мире, — утверждает Александр Кузьмин.

В настоящее время новосибирские ученые обеспечивают работоспособность и дальнейшее улучшение калориметра и системы измерения светимости Веlle II. В течение прошедшего сеанса набора данных проводились калибровки, а также проверка и настройка системы сбора данных калориметра. Эксперимент Belle II только начинает работу. Детектор будет набирать и записывать данные в течение следующих 5 лет и производить уникальные данные по физике элементарных частиц. 

Источники

Эксперимент Belle II пройдет с участием ученых Академгородка
Новосибирский государственный университет (nsu.ru), 15/08/2019

Похожие новости

  • 04/05/2021

    Академик Павел Логачев: СКИФ дает возможность очень точно исследовать атомную структуру вещества любых молекул

    Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера спустя десятилетия работы на переднем крае науки продолжает разрабатывать источники синхротронного излучения, коллайдеры и другие установки не только для российской науки, но и в рамках международных проектов.
    1016
  • 15/07/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии двух новых возбужденных состояний прелестного бариона, которые, возможно, являются новой частицей Λb (1D) (лямбда-б барион (1D)) или Σb (сигма-б барион).
    1509
  • 03/09/2018

    На пути к бор-нейтронозахватной терапии

    В проект «Академгородок 2.0» вошли сразу две заявки, касающиеся бор-нейтронозахватной терапии — эффективного метода борьбы с неизлечимыми онкологическими заболеваниями. О мерах, которые предпринимаются для того, чтобы проект поскорее воплотился в жизнь, и о том, какие на этом пути есть препятствия, говорили на круглом столе на VI Международном форуме технологического развития и выставке «Технопром».
    2693
  • 07/03/2016

    В ИЯФ СО РАН разработали ключевые компоненты нового коллайдера

    ​ ​В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН созданы вакуумные камеры, корректирующие магниты, электроника регистрации и программное обеспечение для установки SuperKEKB, которая монтируется в японской Лаборатории физики высоких энергий (КЕК) в Цукубе.
    3998
  • 20/04/2021

    «Экран ФЭП»: экологичная конкуренция, сотрудничество с государством и симбиоз с наукой

    Новосибирск занимает уникальное место на карте мирового рынка электронно-оптических преобразователей (ЭОП), применяемых в приборах ночного видения. Здесь сосредоточены три из четырех российских (а это примерно половина всех мировых) предприятий, выпускающих эти устройства.
    659
  • 22/04/2021

    «Машина времени»: модернизированная установка позволит заглянуть в прошлое на миллионы лет

    Ускорительная масс-спектрометрия (УМС) – сверхчувствительный метод изотопного анализа, при котором производится тщательная селекция атомов вещества с подсчётом интересующих нас изотопов. Метод позволяет с высокой точностью датировать археологические находки и геологические породы, изучать состав атмосферы и ткани живых организмов разных исторических периодов.
    1058
  • 26/07/2019

    Новосибирские ученые поучаствовали в эксперименте на Большом адронном коллайдере

    ​Сотрудники совместной лаборатории Института ядерной физики СО РАН и НГУ принимают участие в одном из двух самых больших экспериментов, ведущих набор и анализ данных при столкновениях пучков протонов сверхвысоких энергий в Большом адронном коллайдере, расположенном в ЦЕРНе (Европейском центре по физике высоких энергий).
    1233
  • 19/09/2019

    НГУ и ИЯФ СО РАН представили на форуме «Технопром» инновационную методику лечения рака

    ​​C 18 сентября в рамках VII Международного форума технологического развития «Технопром» Новосибирский государственный университет и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера представят стенд, посвященный совместной работе центра бор-нейрозахватной терапии онкологических заболеваний.
    1946
  • 30/07/2021

    Физики обнаружили новый подвид частиц

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирский государственный университет (НГУ), Институт теоретической и экспериментальной физики им.
    1028
  • 28/02/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу, которая уточнит кварковую модель

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии нового состояния c-кварка и анти c-кварка – частицы ψ3(1D).
    2142