Bファクトリー

粒子加速器実験

素粒子物理学において、Bファクトリー（Bファクトリー）あるいはビューティーファクトリー（B中間子の衝突実験）は、B中間子を大量に生成・検出し、その特性や挙動を統計的不確かさを小さく測定するために設計された粒子加速実験である。タウレプトンとD中間子もBファクトリーで大量に生成される。^[1]

歴史と発展

1990年代から2000年代にかけて、実際のBファクトリーが建設・運用される前に、 DESYのHERA-B実験はBファクトリーの「プロトタイプ」または「先駆者」的な存在としてBファクトリーの研究を目的として計画されました。^[2]しかし、HERA-Bは通常Bファクトリーとはみなされていません。

1990年代には2つのBファクトリーが設計・建設され、1999年後半から稼働した。筑波の KEKB衝突型加速器におけるBelle実験と、米国カリフォルニア州SLACの PEP-II衝突型加速器におけるBaBar実験である。どちらも電子陽電子衝突型加速器で、質量中心エネルギーは2つのB中間子への崩壊閾値のすぐ上にあるϒ(4S)共鳴ピークに調整されていた（両実験は異なる質量中心エネルギーでより小さなデータサンプルを取得した）。BaBarは予算削減のため2008年にデータ収集を予定より早く終了したが、Belleは2010年まで稼働し、当初の目標積分ルミノシティに達したことと、実験のアップグレード工事が開始されることとなったためデータ収集を停止した（下記参照）。^[3]

現在の実験

2010年代と2020年代には、3つの「次世代」Bファクトリーが建設される予定でした。イタリアのローマ近郊に建設されるSuperB、Belleの改良型であるBelle II ^[4]、そしてPEP-II加速器の改良型であるSuperPEP-IIです。SuperBは中止され^[5]、SuperPEP-IIの提案は実現しませんでした。しかし、Belle IIは2018年にデータ取得に成功し、現在稼働している唯一の次世代Bファクトリーとなっています^{[6] 。}

Belle IIに加えて、LHC （CERN）のLHCb実験があります。この実験は2010年に運用を開始し、主にボトムクォークを含むハドロンの物理を研究しており、この「次世代」のBファクトリーと理解することができます。しかし、LHCb実験と（おそらくより重要なのは）対応する衝突型加速器（LHC）はbクォーク粒子の研究のみに使用されているわけではなく、bクォーク物理学以外にも様々な目的があるため、通常はBファクトリーとは呼ばれません。^[7]

参照

参考文献

^ Volk, JT; Yager, PM; Edelstein, R.; /Carnegie Mellon U.; Christian, D.; /Fermilab; Lundberg, B.; Reay, NW; Reibel, K.; Sidwell, RA; Stanton, N. (1987-01-01). テバトロン衝突型加速器ビューティーファクトリーに関する意向書(PDF) (報告書). pp. FERMILAB–PROPOSAL–0783, 992264. doi : 10.2172/992264 .
^ Križan, Peter (1999), "The HERA-B Experiment", in Lellouch, Daniel; Mikenberg, Giora; Rabinovici, Eliezer (eds.), International Europhysics Conference on High Energy Physics , Springer Berlin Heidelberg, pp. 1188– 1191, doi :10.1007/978-3-642-59982-8_229, ISBN 978-3-642-64208-1
^ ビーヴァン、AJ;ゴロブ、B.マンネル、TH;プレル、S.ヤブスリー、BD;相原博司；アヌリ、F.アルノー、N.オーシェフ、T.ベネケ、M.ベリンジャー、J. (2014)。「B ファクトリーの物理学」。ヨーロッパ物理ジャーナル C . 74 (11): 3026.arXiv : 1406.6311。Bibcode :2014EPJC...74.3026B。土井：10.1140/epjc/s10052-014-3026-9。ISSN 1434-6044。S2CID 9063079。
^ オーシェフ、T.;バーテル、W.ボンダール、A.ブロジツカ、J.ブラウダー、TE;チャン、P.チャオ、Y.チェン、KF。ダルセノ、J.ドルツコイ、A.江成泰也 (2010-02-26) 「スーパーBファクトリーの物理学」。arXiv : 1002.5012 [hep-ex]。
^ 「イタリア、10億ユーロ規模のSuperB衝突型加速器を中止」Physics World . 2012年11月28日. 2020年3月23日閲覧。
^ 「SuperKEKB、初の衝突を達成」Physics World 2018年4月30日. 2020年3月16日閲覧。
^ “Experiments | CERN”. home.cern . 2020年3月23日閲覧。

外部リンク

BaBarホームページ
ベルのホームページ
Belle II ホームページ

[1] Volk, JT; Yager, PM; Edelstein, R.; /Carnegie Mellon U.; Christian, D.; /Fermilab; Lundberg, B.; Reay, NW; Reibel, K.; Sidwell, RA; Stanton, N. (1987-01-01). テバトロン衝突型加速器ビューティーファクトリーに関する意向書(PDF) (報告書). pp. FERMILAB–PROPOSAL–0783, 992264. doi : 10.2172/992264 .

[2] Križan, Peter (1999), "The HERA-B Experiment", in Lellouch, Daniel; Mikenberg, Giora; Rabinovici, Eliezer (eds.), International Europhysics Conference on High Energy Physics , Springer Berlin Heidelberg, pp. 1188– 1191, doi :10.1007/978-3-642-59982-8_229, ISBN 978-3-642-64208-1

[3] ビーヴァン、AJ;ゴロブ、B.マンネル、TH;プレル、S.ヤブスリー、BD;相原博司；アヌリ、F.アルノー、N.オーシェフ、T.ベネケ、M.ベリンジャー、J. (2014)。「B ファクトリーの物理学」。ヨーロッパ物理ジャーナル C . 74 (11): 3026.arXiv : 1406.6311。Bibcode :2014EPJC...74.3026B。土井：10.1140/epjc/s10052-014-3026-9。ISSN 1434-6044。S2CID 9063079。

[4] オーシェフ、T.;バーテル、W.ボンダール、A.ブロジツカ、J.ブラウダー、TE;チャン、P.チャオ、Y.チェン、KF。ダルセノ、J.ドルツコイ、A.江成泰也 (2010-02-26) 「スーパーBファクトリーの物理学」。arXiv : 1002.5012 [hep-ex]。

[5] 「イタリア、10億ユーロ規模のSuperB衝突型加速器を中止」Physics World . 2012年11月28日. 2020年3月23日閲覧。

[6] 「SuperKEKB、初の衝突を達成」Physics World 2018年4月30日. 2020年3月16日閲覧。

[7] “Experiments | CERN”. home.cern . 2020年3月23日閲覧。