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Belle II实验积累全球最大规模Υ(4S)数据集,超越前身Belle

2026-06-08 10:10          Belle Υ(4S)数据集 高能加速器 日本 直线加速器

日本高能加速器研究机构(KEK)的Belle II实验宣布,其积累的Υ(4S)共振态B介子数据已超过前身Belle实验,成为全球规模最大的同类型数据集。截至6月4日,Υ(4S)积分亮度达757 fb⁻¹,总积分亮度达862 fb⁻¹,仍在持续增长。

Belle II 测量仪器的照片 Belle II Collaboration/KEK

Belle II实验利用KEK筑波园区的SuperKEKB加速器,通过电子-正电子碰撞产生Υ(4S)共振态并记录其衰变为B介子对的数据,旨在探索超越标准模型的新物理。实验团队由来自28个国家和地区的1200余名成员组成。其前身Belle实验于1999年至2010年间运行,在Υ(4S)下积累了711 fb⁻¹的积分亮度,记录了7.72亿对B介子数据,为2008年诺贝尔物理学奖做出了贡献。

SuperKEKB采用"纳米束"碰撞技术,通过最小化碰撞点束斑尺寸实现世界最高亮度。今年3月19日,Belle II创下瞬时光度世界纪录,达5.2×10³⁴ cm⁻² s⁻¹,约为Belle纪录的2.5倍。自年初以来,其数据积累速度约为Belle最佳年份的三倍。此前,储存环内电子束偶尔会突然消失,影响系统稳定性,目前该问题已基本解决。

KEK助理教授、Belle II运营协调员Kenta Uno表示,达到并超越Belle数据集是自2019年以来加速器和探测器专家长期努力的成果。Belle II物理协调员、美国爱荷华州立大学索伦·普雷尔教授指出,更大的数据集使实验能够研究极其罕见的现象,有望揭示超越标准模型的物理学迹象。Belle II发言人、德国波恩大学弗洛里安·伯恩洛赫纳教授表示,Belle II的目标并非复制Belle的成就,而是以更大的数据集和更高精度远超前者。

Belle II实验的优势在于电子-正电子湮灭过程中不会同时产生B介子以外的粒子,可精确确定B介子初始状态,从而高效测量含中微子等不可直接探测粒子的衰变过程。目前数据收集计划持续至六月底,秋季恢复运行后将冲击总积分亮度1 ab⁻¹的下一个里程碑。实验最终目标为积累50 ab⁻¹,约为Belle的50倍,计划于2032年左右进行升级。


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