SuperKEKB [1] es un colisionador de partículas ubicado en KEK ( High Energy Accelerator Research Organisation ) en Tsukuba , Prefectura de Ibaraki , Japón . SuperKEKB hace colisionar electrones con positrones en la energía del centro del momento cerca de la masa de la resonancia Υ(4S) , lo que lo convierte en una fábrica B de segunda generación para el experimento Belle II . El acelerador es una actualización del acelerador KEKB , que proporciona aproximadamente 40 veces más luminosidad , [2] debido principalmente a los imanes de enfoque cuadrupolo superconductores . [1] El acelerador logró sus "primeras vueltas" (primera circulación de haces de electrones y positrones) en febrero de 2016. [3] Las primeras colisiones ocurrieron el 26 de abril de 2018. [4] A las 20:34 del 15 de junio de 2020, SuperKEKB logró la luminosidad instantánea más alta del mundo para un acelerador de haces en colisión, estableciendo un récord de 2,22×10 34 cm −2 s −1 . [5]
El diseño de SuperKEKB reutiliza muchos componentes de KEKB. [1] En condiciones normales de funcionamiento, SuperKEKB hace colisionar electrones a 7 GeV con positrones a 4 GeV [2] (en comparación con KEKB a 8 GeV y 3,5 GeV respectivamente). La energía del centro de momento de las colisiones está, por tanto, en la masa de la resonancia Υ(4S) (10,58 GeV/c 2 ). [6] El acelerador también realizará recorridos cortos a energías de otras resonancias Υ , para obtener muestras de otros mesones B y bariones. [1] La asimetría en la energía del haz proporciona un impulso de Lorentz relativista a las partículas de mesones B producidas en la colisión. La dirección del haz de mayor energía determina la dirección "hacia adelante", y eso afecta al diseño de gran parte del detector Belle II .
Al igual que el KEKB , el SuperKEKB consta de dos anillos de almacenamiento: uno para el haz de electrones de alta energía (el anillo de alta energía, HER) y otro para el haz de positrones de menor energía (el anillo de baja energía, LER). El acelerador tiene una circunferencia de 3016 m con cuatro secciones rectas y salas experimentales en el centro de cada una, llamadas "Tsukuba", "Oho", "Fuji" y "Nikko". [2] El experimento Belle II está ubicado en el único punto de interacción en la sala Tsukuba. [7]
La luminosidad objetivo para SuperKEKB es 6,5 × 10 35 cm −2 s −1 , esto es 30 veces mayor que la luminosidad en KEKB . [8] La mejora se debe principalmente a un esquema llamado "nano-haz", originalmente propuesto [9] para el experimento SuperB cancelado [10] . En el esquema nano-haz en SuperKEKB, los haces se comprimen en la dirección vertical y el ángulo de cruce aumenta, lo que reduce el área del cruce. [1] La luminosidad se incrementa aún más por un factor de dos, debido a una corriente de haz más alta que KEKB. [1] El enfoque y el ángulo de cruce se logran mediante dos nuevos imanes cuadrupolos superconductores en el punto de interacción [1] que se instalaron en febrero de 2017. [11]
El 15 de junio de 2020, SuperKEKB estableció un nuevo récord mundial para la luminosidad instantánea más alta para un acelerador de rayos en colisión: 2,22×10 34 cm −2 s −1 . (El 21 de junio de 2020, SuperKEKB rompió su propio récord y logró una luminosidad instantánea de 2,40×10 34 cm −2 s −1 .) El récord mundial anterior de 2,14×10 34 cm −2 s −1 fue logrado por el LHC en 2018. [12] [13]
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