〜 BELLE実験観測速報 〜

Ｂ中間子の崩壊の過程から「粒子と反粒子の性質の違い」をさぐるBELLE実験とそのためのＢ中間子を大量に生み出すKEKB加速器については既に紹介しました。今回は3月11日午前11時にKEKで記者発表されたBELLE実験の観測速報をお知らせしましょう。

この実験ではKEKB加速器で生み出されたＢ中間子の生成崩壊の様子をBELLE測定器で観測し、崩壊において粒子と反粒子の性質の違いがあるのか、あるとすればどのようにあるのかを探っています。このためにKEKB加速器は、これまでＢ中間子を生み出す性能を著しく向上させてきました。Ｂ中間子を生み出す能力はルミノシティと呼ばれる量で測られますが、KEKB加速器は昨年の3月、世界最高を達成し、それ以後もライバルのアメリカにあるスタンフォード線形加速器センターには抜かれることなく世界一を続けています。両者の加速器が示したルミノシティの頂点の変遷を見てみると、KEKBのＢ中間子を生み出す性能はこの1年間で2倍以上に向上していることが分かります。

こうして現在ではBELLE測定器が観測したＢ中間子の一連の生成崩壊の数は約6千万にも達しています。このうち昨年末までに集めた約4千4百万個のＢ中間子崩壊事例の中から、Ｂ中間子がプラスとマイナスのπ(パイ)中間子に崩壊する事例を74まで確認し、この崩壊において、粒子と反粒子の性質に違いがあることが確認されたのです。違いが観測されたＢ中間子はＢゼロと科学者が呼んでいる中間子です。この中間子の崩壊でプラスとマイナスのπ中間子が生まれるのですが、それに関わるＢゼロ粒子と反Ｂゼロ粒子の数が違っているのが最後のグラフと説明を見ていただければよく分かります。

これらの結果、74の観測のうちＢゼロ粒子の崩壊例が32、反Ｂゼロ粒子の崩壊例が42となり、崩壊した粒子と反粒子の性質の違いが明らかに出ています。このＢ中間子の崩壊は、昨年発表されたＢゼロ中間子のJ/ψ(ジェイプサイ)とKs(ケイショート)への崩壊にくらべ、二百分の一も起こりにくい現象だと考えられていました。それが今回、74例ほどとは言え、観測データの評価から、99.9%の確率で、Ｂゼロ中間子がプラスとマイナスのπ中間子への崩壊でも、粒子と反粒子の崩壊において性質の違いが観測されたものと解釈されています。

この夏にはさらに事例の数も増え、さらに高い確率で結果が発表されるでしょう。今回、発表されたＢ中間子の崩壊現象は昨年発表された発見とは独立した現象です。今後もKEKB加速器でのBELLE実験によるＢ中間子生成崩壊事例の観測は増え続けてゆきます。これまでの理論で予想されていたことの確認だけでなく、「粒子と反粒子の性質の違い」に関してさらに新しい発見が期待されています。

今日は国際的な科学者集団が絶え間なく性能を向上させ、優れた実験データの解析を積み上げてゆくKEKB加速器とBELLE実験の最新報告をご紹介しました。