Esperimento Belle

Il rivelatore dell'esperimento Belle

L'esperimento Belle è un esperimento di fisica delle particelle a cui lavorano più di 400 fisici e ingegneri all'interno di una collaborazione internazionale, il cui obiettivo è studiare la violazione CP e i suoi effetti. L'esperimento si trova all'acceleratore KEKB, situato all'interno della High Energy Accelerator Research Organisation (KEK) in Tsukuba, Prefettura di Ibaraki, Giappone. Nel 2010 è stato approvato il progetto di un upgrade del rivelatore, la nuova B-factory denominata Belle II raggiungerà una luminosità superiore di due ordini di grandezza rispetto a Belle.^[1]

Il rivelatore

Il rivelatore Belle è situato nell'unico punto di collisione dell'acceleratore KEKB, a Tsukuba. Nel punto di collisione vengono fatti scontrare elettroni a un'energia di 8 GeV e positroni a un'energia di 3,5 GeV, per questo motivo KEKB è stato definito un collider asimmetrico. Si tratta di una B-factory, ovvero di un collider in grado di produrre una grande quantità di mesoni B e di studiare i loro decadimenti in mesoni più leggeri.

Il rivelatore è costruito intorno a un solenoide superconduttore che genera un campo magnetico di 1,5 T. Si tratta di un rivelatore multi-strato composto da: un rivelatore al silicio per la ricostruzione dei vertici di decadimento dei mesoni B; una wire drift chamber che identifica le particelle misurandone la traiettoria e la perdita di energia; un contatore Čerenkov e un misuratore del tempo di volo; un calorimetro composto da cristalli di CsI(Tl) per rivelare gli sciami elettromagnetici; contatori composti da piastre resistive per l'identificazione di muoni e mesoni; due rivelatori di cristallo BGO posti nelle direzioni forward e backward per rivelare le particelle diffuse a piccoli angoli rispetto alla direzione dei fasci iniziali.^[2]

Le scoperte

Le scoperte più importanti ottenute dall'esperimento Belle sono le seguenti:

• la prima osservazione della violazione CP, non riguardante i kaoni
• osservazione di ${\displaystyle B\to K^{*}l^{+}l^{-}}$ e di ${\displaystyle b\to sl^{+}l^{-}}$
• misura di ${\displaystyle \phi _{3}}$ utilizzando il Dalitz plot delle reazioni ${\displaystyle B\to DK\ }$ e ${\displaystyle \ D\to K_{S}\pi ^{+}\pi ^{-}}$
• misura degli elementi ${\displaystyle |V_{ub}|}$ e ${\displaystyle |V_{cb}|}$ della matrice CKM
• osservazione diretta della violazione CP nelle reazioni ${\displaystyle B^{0}\to \pi ^{+}\pi ^{-}\ }$ e ${\displaystyle \ B^{0}\to K^{-}\pi ^{+}}$
• osservazione delle transizioni ${\displaystyle b\to d}$
• evidenza del processo ${\displaystyle B\to \tau \nu }$
• osservazione di una serie di nuove particelle, tra cui X(3872), Z(4430), Zc(3900)

Note

1. KEKB upgrade plan has been approved, su kek.jp, High Energy Accelerator Research Organization (KEK), 23 giugno 2010. URL consultato il 3 marzo 2018 (archiviato dall'url originale il 28 settembre 2011).
2. The Belle detector (PDF), in Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, vol. 479, 2002, pp. 117–232. URL consultato il 17 giugno 2014 (archiviato dall'url originale il 4 marzo 2016).

Voci correlate

• Mesone B
• B-factory
• Esperimento BaBar
• Kō Enerugī Kasokuki Kenkyū Kikō
• KEKB

Altri progetti

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Esperimento Belle

Collegamenti esterni

• Sito ufficiale di Belle, su belle.kek.jp.
• Sito ufficiale di Belle II, su belle2.org.

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