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Weltrekord bei Luminosität erzielt © Wikimedia/KEK
Weltrekord bei Luminosität erzielt © Wikimedia/KEK

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KEK schlägt LHC: Leistungsfähigster Teilchenbeschleuniger in Japan

29.06.2020

Wer beim Teilchenbeschleuniger-Quartett mit der Trumpfkarte "LHC" bisher immer unschlagbar war, muss aufpassen: Der Beschleuniger am japanischen Forschungszentrum KEK hat bei der sogenannten "Luminosität", also der Anzahl der Teilchenkollisionen pro Zeit und Fläche, einen Weltrekord erzielt - und schlägt damit in dieser Kategorie den LHC der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN).

Teilchenbeschleuniger haben zwei wesentliche Kenngrößen: die Strahlenergie und die Anzahl der Kollisionen pro Zeiteinheit ("Luminosität"). Während der Weltrekord für erstere unangefochten beim Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf (Schweiz) liegt, wetteifern die Beschleuniger um die höchste Luminosität.

2,22 mal 10 hoch 34 pro Quadratzentimeter und Sekunde

Am nordöstlich von Tokio gelegenen Teilchenforschungszentrum KEK wurde 2009 die Weltrekord-Luminosität von 2,11 mal 10 hoch 34 pro Quadratzentimeter und Sekunde erzielt. Neun Jahre später übertrumpfte der LHC diesen Wert mit 2,14 mal 10 hoch 34 knapp. Nachdem das japanische Experiment seit 2010 zum SuperKEKB-Collider umgebaut wurde, konnte nun dort eine Luminosität von 2,22 mal 10 hoch 34 pro Quadratzentimeter und Sekunde gemessen werden - der neue Weltrekord, wie die Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW) mitteilte.

Im Teilchenbeschleuniger SuperKEKB stoßen Elektron und Positron mit hoher Energie zusammen. Die Teilchenstrahlen werden dabei am Kollisionspunkt in vertikaler Richtung auf eine Größe von nur 220 Nanometern zusammengedrückt, um höchste Luminosität zu erreichen. Bei den Zusammenstößen der Teilchen entstehen kurzlebige B-Mesonen, wie sie zerfallen, wird mit dem Belle II-Detektor aufgezeichnet.

Wiener Gruppe hat innersten Detektorteil von Belle II entwickelt

An diesem Experiment sind rund 1.000 Physiker aus 26 Ländern beteiligt, darunter auch Forscher vom Institut für Hochenergiephysik (HEPHY) der ÖAW. Die Wiener Gruppe hat den innersten Detektorteil von Belle II entwickelt und gebaut.

Mit den SuperKEKB-Daten werden grundlegende physikalische Phänomene untersucht. "Mit dem neuen Detektor erhoffen wir uns Ergebnisse jenseits des bisher bekannten Standardmodells", sagte der Leiter der österreichischen Forschergruppe am HEPHY, Christoph Schwanda, im Jahr 2019, als der neue Detektor in Vollbetrieb ging. Beispiele sind etwa neue Hinweise auf Unterschiede von Materie und Antimaterie sowie auf Dunkle Materie.

Service: https://www.kek.jp/en/newsroom/2020/06/26/1400/

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