Deutsche Institute sind am Aufbau des Belle II-Experiments beteiligt - Betriebsbeginn für 2014 geplant

Tsukuba (Japan) - Warum unser heutiges Universum beinahe nur aus Materie besteht, obwohl nach dem Urknall Materie und Antimaterie zu gleichen Teilen entstanden sind, konnten Teilchenphysiker und Kosmologen bisher nicht erklären. Vergangene Woche wurde nun der Grundstein für den Speicherring SuperKEKB am Forschungszentrum für Hochenergiephysik KEK in Tsukuba, Japan, gelegt, wo in Zukunft neue Experimente zur sogenannten CP-Verletzung möglich sein werden. 2014 soll mit dem neuen Speicherring auch der Großdetektor Belle II in Betrieb gehen, bei dessen Aufbau Deutschland nach Japan der zweitstärkste Partner ist.

SuperKEKB stellt ein Update der gegenwärtigen KEKB-Maschine dar. In KEKB werden Elektronen und ihre Antiteilchen, die Positronen, mit einer Energie von bis zu acht Gigaelektronenvolt zur Kollision gebracht, Detektoren zeichnen die Zerfallsprodukte dieser Ereignisse auf. Bei der gewählten Energie entstehen dabei Paare aus einem B-Meson und einem Anti-B-Meson. Bei dem weiteren Zerfall dieser Teilchen hoffen Wissenschaftler, auf Abweichungen vom Standardmodell der Teilchenphysik zu stoßen, die das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie erklären könnten.

Für das Belle II-Experiment bauen Forschergruppen aus Deutschland, Polen, Tschechien, Spanien und China gemeinsam einen neuartigen Pixel-Vertexdetektor, der den genauen Zerfallsort der B-Mesonen messen soll. Die Sensoren des Detektors basieren auf der sogenannten DEPFET-Technologie, die es ermöglicht, 50.000 Bilder pro Sekunde aufzunehmen - das entspricht einer Datenmenge von 800 Gigabyte. Auf deutscher Seite an dem Projekt beteiligt sind die Universitäten in Bonn, Gießen, Göttingen, Heidelberg, Karlsruhe sowie die LMU und die TU München, außerdem das Max-Planck-Institut für Physik in München, das Karlsruher Institut für Technologie KIT und das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt mit 1,75 Millionen Euro.

Der Beschleuniger KEKB hat einen Umfang von drei Kilometern und besitzt aktuell die höchste Luminosität weltweit, also die höchste Rate an Teilchenkollisionen bei Experimenten. Mit der Erweiterung zum SuperKEKB soll die Kollisionsrate durch extrem geringe Strahlenquerschnitte zusätzlich um das 40-fache gesteigert werden. Bisherige Experimente am KEKB hatten unter anderem dazu beigetragen, die Theorie der Physiker Makoto Kobayashi und Toshihide Maskawa zu bestätigen, nach der es eine dritte Familie von Quarks geben muss. Die beiden Japaner erhielten dafür 2008 den Nobelpreis für Physik gemeinsam mit dem Amerikaner Yoichiro Nambu.