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SuperKEKB加速器[1]は、日本の茨城県つくば市にあるKEK（高エネルギー加速器研究機構）にある粒子加速器です。SuperKEKB加速器は、 Υ(4S)共鳴の質量に近い運動量中心エネルギーで電子と陽電子を衝突させ、 Belle II実験の第二世代Bファクトリーとなっています。この加速器はKEKB加速器のアップグレード版であり、主に超伝導四重極集束磁石により、約40倍の高い輝度を実現しています[2]。[1]加速器は2016年2月に「ファーストターン」（電子ビームと陽電子ビームの最初の循環）を達成しました。 [3]最初の衝突は2018年4月26日に発生しました。[4] 2020年6月15日20時34分、SuperKEKBは衝突型ビーム加速器として世界最高の瞬間光度を達成し、2.22×10 34 cm −2 s −1という記録を樹立しました。[5]
説明
SuperKEKBの設計では、KEKBの多くの部品が再利用されています。[1]通常の動作では、SuperKEKBは7 GeVの電子と4 GeVの陽電子を衝突させます[2]（KEKBではそれぞれ8 GeVと3.5 GeV）。したがって、衝突の運動中心エネルギーは、Υ(4S)共鳴の質量（10.58 GeV/c 2）にあります。[6]加速器は、他のB中間子と重粒子のサンプルを取得するために、他のΥ 共鳴のエネルギーで短時間の実行も実行します。 [1]ビームエネルギーの非対称性は、衝突で生成されたB中間子粒子に相対論的なローレンツブーストを提供します。高エネルギービームの方向によって「前方」方向が決定され、それがBelle II検出器の設計の多くに影響を与えます。
KEKBと同様に、SuperKEKBは2つの蓄積リングで構成されています。1つは高エネルギー電子ビーム用（高エネルギーリング、HER）で、もう1つは低エネルギー陽電子ビーム用（低エネルギーリング、LER）です。加速器の円周は3016メートルで、4つの直線セクションがあり、それぞれの中央に「つくば」、「おうほ」、「富士」、「日光」と名付けられた実験ホールがあります。[2] Belle II実験は、つくばホールの単一の相互作用点に設置されています。[7]
明るさ
SuperKEKBの目標輝度は6.5×10 35 cm −2 s −1で、 KEKBの輝度の30倍である。[8]この向上は主に、中止された[10] SuperB実験用に元々提案された[9]、いわゆる「ナノビーム」方式によるものである。SuperKEKBのナノビーム方式では、ビームは垂直方向に圧縮され、交差角が拡大され、交差面積が減少する。[1] KEKBよりもビーム電流が高いため、輝度はさらに2倍に増加する。[1]焦点と交差角は、2017年2月に設置された相互作用点[1]の2つの新しい超伝導四極磁石によって達成される。 [11]
2020年6月15日、SuperKEKBは衝突型加速器の最高瞬間輝度の世界記録2.22×10 34 cm −2 s −1を樹立した。（2020年6月21日、SuperKEKBは自身の記録を破り、瞬間輝度2.40×10 34 cm −2 s −1を達成した。）以前の世界記録2.14×10 34 cm −2 s −1は、2018年にLHCによって達成された。 [12] [13]
参照
参考文献
- ^ abcdefg 大西幸義;阿部哲夫;安達敏和赤井和典；有本 康海老原清和江川和美；フラナガン、ジョン。福間 仁 (2013 年 1 月 1 日)。 「SuperKEKBにおける加速器設計」。理論物理学と実験物理学の進歩。2013 (3): 3A011。ビブコード:2013PTEP.2013cA011O。土井：10.1093/ptep/pts083。
- ^ abc "SuperKEKB". www-superkekb.kek.jp . 2017年5月21日閲覧。
- ^ 「SuperKEKBの「初ターン」おめでとう | CERN」home.cern . 2017年5月21日閲覧。
- ^ 「SuperKEKB加速器で初めて電子と陽電子が衝突」kek.jp . 2018年4月26日閲覧。
- ^ 「SuperKEKB加速器、世界最高の輝度を達成」kek.jp . 2020年6月26日閲覧。
- ^ Patrignani, C.; Group, Particle Data (2016). 「Review of Particle Physics」. Chinese Physics C . 40 (10): 100001. Bibcode :2016ChPhC..40j0001P. doi :10.1088/1674-1137/40/10/100001. hdl : 10044/1/57200 . ISSN 1674-1137.
{{cite journal}}:|last2=一般的な名前があります (ヘルプ) - ^ “Belle II 実験”. belle2.jp . 2017年5月22日閲覧。
- ^ “SuperKEKB”. www-superkekb.kek.jp . 2021年1月23日閲覧。
- ^ SuperBコラボレーション（2007年9月4日）。「SuperB：高輝度非対称e+ e-スーパーフレーバーファクトリー。概念設計レポート」。arXiv ：0709.0451 [hep-ex] 。
- ^ 「イタリア、10億ユーロ規模のSuperB衝突型加速器を中止 - physicsworld.com」。physicsworld.com 。 2017年5月28日閲覧。
- ^ 「Belle II Experiment on Twitter」。Twitter 。 2017年5月28日閲覧。
- ^ 「KEKが光度記録を更新」CERN Courier 2020年6月30日2020年9月8日閲覧。
- ^ 「SuperKEKB衝突型加速器が世界最高の光度を達成」。Interactions 。2020年9月8日閲覧。
外部リンク
- SuperKEKBウェブページ
- KEKウェブページ
- INSPIRE-HEPのSuperKEKB
- INSPIRE-HEPのBelle II