Belle-Experiment

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36.157777777778140.075Koordinaten: 36° 9′ 28″ N, 140° 4′ 30″ O

Dieser Artikel beschreibt das Beschleunigerexperiment. Für das Experiment zur Überprüfung von lokal-realistische Erklärung der Quantenmechanik siehe Bell-Experiment.

Der Belle-Detektor am KEKB.

Das Belle-Experiment befand sich im japanischen Forschungszentrum für Teilchenphysik KEK und beschäftigte sich mit B-Physik. Von 1999 bis 2010 wurden dabei insgesamt 772 Millionen Zerfälle von B-Mesonen aufgezeichnet und ausgewertet. Ein vergleichbares Experiment, das BaBar-Experiment, befand sich in den USA. Nach dem Ende der Datennahme wurde der Detektor zu Belle II umgebaut, das seit 2018 läuft.

Das Belle-Experiment hat über vierhundert wissenschaftliche Ergebnisse publiziert, darunter

• die Entdeckung der CP-Verletzung, das heißt der Verletzung der Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie, im B-Mesonen-System.^[1] Diese Beobachtung hat gezeigt, dass sich CP-Verletzung in der Natur in mehr als einem teilchenphysikalischen System manifestiert, nämlich mindestens im K-Mesonen-System und im B-Mesonen-System.

• die Entdeckung von neuen Pinguin-Zerfällen, insbesondere ${\displaystyle B\to Kl^{+}l^{-}}$^[2] und ${\displaystyle b\to d\gamma }$.^[3] Pinguin-Zerfälle sind eine Möglichkeit, nach neuen, bisher unbeobachteten Teilchen zu suchen, die nicht im Standardmodell vorkommen.

• die Entdeckung mehrerer Tetraquark-Kandidaten, wie das X(3872)^[4] und das Z(4430).^[5] Letzteres trägt eine elektrische Ladung und wird daher oft als das erste, zweifelsfrei mit einem Experiment nachgewiesene Hadron angesehen, welches mit einer Minimalkonfiguration von vier Quarks aufgebaut sein muss, und deswegen weder ein Meson noch ein Baryon darstellen kann.^[6]

Einer der Physik-Nobelpreise 2008 erging an Makoto Kobayashi, den früheren Direktor der INPS-Abteilung (Institute of Particle and Nuclear Studies) des KEK. Ausdrücklich erwähnt wurde in der Begründung für die Preisverleihung das Belle-Experiment, das maßgeblich zur Bestätigung der theoretischen Vorhersagen von Kobayashi und anderen beigetragen hat.

Weblinks

• Website des Belle-Experimentes (englisch/japanisch)

Einzelnachweise

1. K. Abe u. a. (Belle Collaboration): Observation of Large ${\displaystyle CP}$ Violation in the Neutral ${\displaystyle B}$ Meson System (Artikelnr. 091802). In: Physical Review Letters. Bd. 87, Nr. 9, 2001 (doi:10.1103/PhysRevLett.87.091802).
2. K. Abe u. a. (Belle Collaboration): Observation of the Decay ${\displaystyle B\to Kl^{+}l^{-}}$ (Artikelnr. 021801). In: Physical Review Letters. Bd. 88, Nr. , 2003 (doi:10.1103/PhysRevLett.88.021801).
3. D. Mohapatra u. a. (Belle Collaboration): Observation of ${\displaystyle b\to d\gamma }$ and Determination of ${\displaystyle |V_{td}/V_{ts}|}$ (Artikelnr. 221601). In: Physical Review Letters. Bd. 96, Nr. 22, 2006 (doi:10.1103/PhysRevLett.96.221601).
4. S.-K. Choi u. a. (Belle Collaboration): Observation of a Narrow Charmoniumlike State in Exclusive ${\displaystyle B^{\pm }\to K^{\pm }\pi ^{+}\pi ^{-}J/\psi }$ Decays (Artikelnr. 262001). In: Physical Review Letters. Bd. 91, Nr. 26, 2003 (doi:10.1103/PhysRevLett.91.262001).
5. S.-K. Choi u. a. (Belle Collaboration): Observation of a Resonancelike Structure in the ${\displaystyle \pi ^{+-}\psi '}$ Mass Distribution in Exclusive ${\displaystyle B\to \pi ^{+-}\psi '}$ Decays (Artikelnr. 142001). In: Physical Review Letters. Bd. 100, Nr. 14, 2008 (doi:10.1103/PhysRevLett.100.142001).
6. Ein neuer Exot im Teilchenzoo bei Spektrum der Wissenschaft, 19. September 2014