KEKBはB中間子生産工場

物質と反物質は出会うと互いに消滅し特別な光に変身します。逆にあるエネルギーに達したこの光からは両者が姿を現します。ですから、B中間子と反B中間子のペアを作り出すには、その誕生に必要なエネルギーに達した光を作る必要があります。それも多量に生み出 す必要があるのです。極微の世界は日常と大きく違います。そこに潜む素粒子の僅かな性質の違いを発見し、理論的解明を進めるには出来るだけ多くの測定結果を集めないと結論が出せないのです。

B中間子を大量生産するには、それが大量に姿をあらわせるだけのエネルギーの世界を加速器の中に作ります。KEKでは周囲 3Kmもある方形に近い円周の加速器の通路を二つ巡らして、それぞれの中を電子と陽電子がほぼ光の速度近くまで加速し衝突させてB中間子が誕生しやすいエネルギーを作っています。その 結果、年間数千万個のB中間子を生産しています。この巨大な加速器はKEKBと呼ばれています。 加速器には高いエネルギーの状態を生み出すことを主目的にしたタイプと強いビームを保持することを目的としたタイプがあります。KEKBは後者のタイプで、特別な粒子を生産する加速器ですから工場、英語でファクトリーと呼んでいます。KEKBはB中間子製造工場です。BELLE実験装置はその生産量を測り、実験を続けているのです。

世界記録を維持するKEKB加速器

B中間子の生産能力を維持するには強い電子ビームと陽電子ビームの衝突を絶えず続けなければなりません。多数の衝突を維持できる強いビームの能力をルミノシティと呼んでいます。前回、お話したようにB中間子をつかって物質と反物質の「CP対称性の破れ」を調べるには膨大な数のB中間子を生産しなければなりません。BELLE実験では昨年春以来、B中間子生産能力を示すルミノシティで世界最高記録を維持しています。

KEKBの衝突現場、B中間子誕生の場所には、B中間子誕生の現場を克明に記録する何種類もの測定器がバウムクーヘンの輪のように取り巻いています。この 測定施設はBELLEと呼ばれています。対称性の破れが見つけやすいB中間子に含まれるbクオークは英語でビューティあるいはボトムと呼ばれています。ビューティ（美）の性質を探る測定器ということで「美」を表すフランス語BELLEが用いられました。

BELLE実験では、二つの加速器通路で電子と陽電子を逆方向に異なるエネルギーに加速し、通路の交差点で衝突後誕生するB中間子が止まらないようにしています。これによってB中間子と反B中間子の僅かな対称性の破れも測定しやすくなっています。KEKB加速器とBELLE実験装置のこうした巧みな工夫については次の機会に紹介しましょう。

 

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