Se inicia el periodo de toma de datos para la física en el experimento Belle II
El lunes 25 de marzo de 2019, a las 19:44 hora local de Japón, se reiniciaron las colisiones entre electrones y positrones en el acelerador SuperKEKB en el centro japonés de física de partículas KEK en Tsukuba, comenzando así la toma de datos para la física en el experimento Belle II. El detector está ahora completamente equipado con un detector de vértices de tecnología puntera, en cuyo desarrollo, fabricación, instalación y operación participa el Institutuo de Física Corpuscular (IFIC), Centro de Excelencia Severo Ochoa del CSIC y la Universitat de València.
Esta es la primera etapa de la Fase 3 de operación del acelerador SuperKEKB, que comenzó el pasado 11 de marzo con la inyección y circulación de haces de electrones en sus dos anillos, un hito en el desarrollo del mayor acelerador de partículas de Japón. El 25 de marzo chocaron por primera vez electrones y sus antipartículas, positrones, dentro de Belle II.
La Fase 2 se desarrolló de marzo a julio del año pasado, y fue la ‘fase piloto’ de SuperKEKB y Belle II. La Fase 3 será la primera temporada de toma de datos para la física (Run, en el argot de la física de partículas), en la que el experimento Belle II tomará datos con el detector totalmente equipado.
Belle II y SuperKEKB serán las principales instalaciones del mundo de las llamadas ‘factorías B’, especializadas en la producción y análisis de mesones B. El acelerador KEKB, que operó desde 1999 hasta 2010, mantiene el récord mundial de luminosidad (medida de la tasa de colisiones) para un colisionador electrón-positrón. Su sucesor SuperKEKB planea alcanzar una luminosidad 40 veces superior. Belle II pretende acumular 50 veces más datos que su antecesor, Belle, buscando nueva física en las partículas subatómicas que podría arrojar luz sobre los misterios del universo primitivo.
El experimento Belle II llevará a cabo un amplio abanico de medidas de alta precisión en física de sabor, en concreto sobre las propiedades de los quarks bottom y charm, así como del leptón tau. En los últimos años hay una gran expectación por la aparición de indicios que apuntarían a la existencia de nueva física en las desintegraciones de los mesones B, partículas que contienen quarks bottom. En la próxima década, Belle II acumulará suficientes datos para confirmar o descartar estos indicios.
Entre las nuevas tecnologías desarrolladas para Belle II está DEPFET, un nuevo tipo de detector en cuyo diseño, construcción, instalación y operación participa el Instituto de Física Corpuscular. Los detectores basados en la tecnología DEPFET se ubican en el punto más cercano a las colisiones para reconstruir el origen de las partículas con gran precisión. Están compuestos por una única pieza de silicio que integra el sensor y el soporte mecánico, a la que se sueldan los chips de lectura. El resultado es un detector de píxeles que, por su extremada delgadez (75 micras en la zona activa), reduce el material que altera la trayectoria de las partículas cargadas generadas en las colisiones. Esto, junto al reducido tamaño de sus píxeles, hace que pueda reconstruir el origen de las partículas con una precisión de 10 micras.
El IFIC de Valencia participa desde hace más de una década en el desarrollo de DEPFET, coordinando primero las pruebas con haces de partículas y luego la estrategia de refrigeración del detector. Además, el IFIC ha diseñado y producido la electrónica para comprobar el correcto funcionamiento de los diferentes módulos de DEPFET una vez ensamblados. Carlos Mariñas, investigador de la Universidad de Bonn formado en el IFIC, es responsable de la operación de Belle II. En julio se incorpora en el IFIC de Valencia gracias a un contrato del Programa para el apoyo a personas investigadoras con talento (Plan GenT) de la Conselleria d' Educació, Investigació, Cultura i Esport de la Generalitat Valenciana.
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