中山浩幸(高エネルギー加速器研究機構) Hiroyuki Nakayama (KEK)
Status of SuperKEKB/Belle-II project Status of SuperKEKB/Belle-II project
KEKB/Belle実験は、2.1x10^34cm-2s-1という世界最高ルミノシティを生かして、ノーベル賞を受賞した小林・益川理論の実験的検証、宇宙の物質優位を説明するために必要なCP対称性の破れをB中間子の崩壊で発見、稀崩壊過程の観測による標準理論を超えた新しい物理の探索など、数々の成果を達成してきました。昨年6月にはKEKB最後のビームを捨てて11 年にわたる運転をいったん終了し、現在、SuperKEKB/Belle-IIへのアップグレードにむけた準備が精力的に行われています。

SuperKEKB加速器ではバンチサイズを極端に絞り込み(KEKBの約20分の1)、さらに電流を約2倍に増やすことで、KEKBの40倍という驚異のルミノシティを目指します。このため、衝突点収束電磁石の再設計・リング電磁石配置やビームパイプ形状の改良・ダンピングリングの導入・陽電子源の開発など、様々な挑戦に取り組んでいます。

Belle-II 検出器では、最内層へのピクセル検出器の導入による崩壊点測定精度の向上、チェレンコフ光を用いた新型検出器による粒子識別能力の大幅向上、並列化とパイプラインによる、高レートに耐えうるデータ収集系の導入など、最先端の技術を用いた性能向上を目指しています。また、ルミノシティの増加に伴うビームバックグラウンドに対する対策も重要な課題の一つです。

今回のセミナーでは、初めにBelleの物理の成果とBelle-IIの物理の展望について述べ、
アップグレードされる加速器コンポーネントや測定器の開発状況、
私の担当するバックグラウンドへの対策状況についてお話しします。
KEKB/Belle, an experiment using asymmetric e+e- collider, has achieved world-best luminosity of 2.1x10^34cm-2s-1. This project has been very successful in verification of matter-antimatter (CP) asymmetry predicted by the Kobayashi-Maskawa theory and search for new physics beyond standard model by accurate measurement of rare B decays. We finished 11 years of KEKB operation last year , and are preparing for the upgrade to SuperKEKB/Belle-II.

Target luminosity of SuperKEKB is 40 times larger than that of KEKB, which is realized by amazingly (20 times) smaller beam bunch size and doubled beam current. Many hardware R&Ds are ongoing, such as final focusing magnets, beam optics optimization, dedicated beam pipe shape, dumping ring, and positron source.

The performance of Belle-II detector is significantly improved, by innermost pixel detector with better vertex resolution, new Cherenkov-based particle identification detector, and paralleled/pipe-lined data acquisition system for increasing data rate. Each detector component should be protected from higher beam background rate expected at high luminosity.

In this seminar, I present Belle achievement and overview of physics result expected in Belle-II. I also report R&D status of accelerator and detector components. Especially, details of interaction region design and background estimation, which is main part of my current work.