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                6月15日,日本高能加速器研究中心(KEK)的SuperKEKB对撞机取得了2.226×1034cm-2s-1的瞬时♀亮度。该亮度刷新了此前由欧洲核㊣子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)于2018年创造的2.14×1034cm-2s-1的记录。6月21日,SuperKEKB对撞机亮度进一步提高,达到2.40×1034cm-2s-1的瞬时亮度。

                日本高能加速器研究机构位于日本筑波市,是世界上主要的高能物理研究中心之一。SuperKEKB对撞机是该中心运行的大型超高亮度非对称正负电♀子对撞装置,其对撞能量瞄准B介子能区,被称作超级B介子工厂。其前身KEKB对撞机在1999-2010年运行≡期间也曾创造并长期保持了对撞亮度的世界纪录,直到2018年被LHC对撞机在p-p对撞中︼赶超。基于KEKB对撞机的Belle合作组及在美国的另一个B介子工厂BaBar实验2001年在B介子系统中观测到CP破坏(正反》物质不对称)过程,日本的理论学家小林诚和益川敏英因为事先预测这一结果而№获得了2008年诺贝尔物理学奖。2003年由Belle合作组发现的奇特强▃子X(3872)开启了高能物理重味奇特强子研究的新篇章。

                SuperKEKB对撞机的成就是包括中国在内的世界各国通力合作的╱结晶,也为我国新一代对撞机的设计建造提供了思路。工作在该』装置上的Belle II探测器由Belle II国际合ω 作组建↑造,该合作组聚集了全世界26个国家和地区115个研究『单位的约1000名物理学家和工程师,从事标准模型的精确检验」及超出标准〓模型新物理的寻找等开放性前沿课︽题的研究。超高亮度的SuperKEKB是采集海量实验数据,研究稀有过程的〓保障,为Belle II合作组的物理学家们探索自然创造了前所未有的条件。

                中国自1997年与KEK签署协议▲参加B介子工厂——KEKB及Belle实验的合作,2010年开始参加了上述实验的◣升级工作。Belle II中国组目前包括中国科学院高能物理研究所、中国科学技术大学、北京大学、北京航↑空航天大学、复旦大学、山东大学、辽宁师范大学、苏州大学、南京师范大学等九个单位,在Belle II实验的〒设计与建造、调试与→运行维护、软件开发与科学计算等方面都作出了重要贡献。中国Belle组将〖重点参与B介子物理、中性D介子混合与CP破坏和奇特强子态的研究。

                自去年十月正◆式加入Belle II合作组以来↙,南京师范大学筹建了自己的实验⌒ 队伍参加Belle II实验的运行取数,将与中国的兄弟⌒单位合作对Belle II的子探测器进行维护和升级。在数据分析方面,结合团Ψ 队在其他强子对撞机(LHC的质子质子对撞和费米实验室的质子反质子∑ 对撞)以及正负电子对撞机上重味奇特强子(X(3872),X(4140)以及upsilon对等等)的丰富经验,延续并进↓一步开拓对重味奇特强子态的研究,以及对稀有衰变过程的探索。

                对撞亮度是指粒子束团对撞过程中,单位时间单位横截面内发生对∞撞的粒子数量。因此,更高的亮度意味着更高的数据采①集能力,是对撞机最核心的性能指标之一。SuperKEKB的设计亮度高达8×1035cm-2s-1,是当前亮度记录☉的约40倍!为保证这一史无前例的技术指标能够顺利实现,SuperKEKB计划使用的Ψ束流强度约为KEKB的两倍,在设计上则首次∴采用了新的“纳米束”方案(“nano-beam” scheme),即在正负电子束团对撞区域,通过两个超导四极磁铁提供的磁场,压缩束团垂直〖方向的尺寸至50纳米左右(即一个普通病毒的尺寸),使束团垂直方向变得更致密,同时∩增大正负束团水平交叉角,以减小交叉面积,从而在⌒ 束团长度不变的情况下增加对撞的有效截面,提高对撞亮度。目前,获取亮度记录时应用的束流☆强度仍只相当于KEKB的1/3至1/2;束团垂直方向的尺寸压缩至220纳米左右。这意味着SuperKEKB的亮度在未来还有很大的上升空间。

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                • 更新时间

                  2020年06月26日

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                  物科院

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