Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - Sezione di Trieste

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Fisica di scoperta alla frontiera dell’intensità: Belle II

Belle II è un esperimento di fisica delle particelle che impiega rivelatori di ultima generazione per studiare le collisioni positrone-elettrone del collisionatore SuperKEKB, in Giappone. L’obbiettivo principale è scoprire nuove particelle fondamentali che possano completare il Modello Standard ad altissime energie, o vincolarne stringentemente la dinamica. Belle II studia quelle interazioni di quark e leptoni pesanti che sono più sensibili ai processi rilevanti ad energie molto più alte di quelle raggiunte dalle collisioni di LHC al CERN.  E’ stato costruito ed è utilizzato da 700 fisici di circa 100 università e centri di ricerca, provenienti da 23 paesi. Nel 2018 Belle II ha visto le prime collisioni e nel 2019 comincerà a registrare fino a 104  collisioni al secondo per fare misure di fisica. Accesso privilegiato alla dinamica dei leptoni tau e altissima sensibilità ai decadimenti di mesoni B and D in particelle neutre collocano Belle II all’avanguardia nell’esplorazione della frontiera dell’intensità.

Siamo circa sei fisici staff ed un gruppo crescente di studenti e postdoc provenienti da esperienza variegate di costruzione detector negli esperimenti NA1, DELPHI, ALEPH, CDF, e  BaBar, ed analisi dei dati in CHARM, DELPHI, ALEPH, BaBar, CDF, and LHCb. Le nostre attività si sviluppano su due direzioni principali, sviluppo e costruzione di rivelatori ed analisi dei dati per misure di fisica.

Il lavoro di strumentazione attualmente verte sulla messa in operazione dei rivelatori basati su sensori al diamante che misurano la radiazione subita dal rivelatore di microvertice al silicio. Il rivelatore al silicio avvolge ermeticamente la zona luminosa e campiona con alta risoluzione spaziale le traiettorie delle particelle cariche (tracce) prodotte nella collisione. La tracciatura di precisione e’ essenziale per la fisica di Belle II perché le particelle cariche costituiscono i prodotti più comuni nei decadimenti di leptoni tau ed adroni bottom e charm. Con più di 8 milioni di canali a pochi centimetri dai fasci, il rivelatore di vertice è il cuore di Belle II, immerso in un intenso campo di radiazione che influenza le prestazioni di tracciatura. Misurare questa radiazione è cruciale. Trieste ha concepito, costruito, testato, calibrato, ed installato 20 sensori al diamante sintetico che misurano questa radiazione e attivano contromisure appropriate se le condizioni diventano dannose per il rivelatore.

Il lavoro di analisi dei dati mira a costruire e consolidare gli strumenti e l’esperienza per avere un ruolo chiave nella fisica di Belle II. Trieste sta al momento conducendo un’analisi dei dati di Belle, l’esperimento predecessore, usando l’infrastruttura e gli strumenti software di Belle II.  L’obbiettivo è la misura delle frazioni di decadimento e di polarizzazione dei decadimenti B --> rho K*. Questi sono sensibili a contributi da particelle non descritte dal Modello Standard e offrono una finestra ancora inesplorata verso alcuni dei parametri fondamentali delle interazioni deboli dei quark. Le dimensioni e la qualità del campione di dati permettono un risultato di precisione d’avanguardia. Simultaneamente, Trieste sta offrendo contributi fondamentali agli studi di prestazioni del detector e calibrazione degli obbiettivi di fisica usando i primi dati di Belle II.

Ultimo aggiornamento:  11/09/2018

Redattore della pagina: Livio Lanceri

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