Zugegeben: Er ist nicht ganz so groß wie der Large Hadron Collider am Genfer CERN. Aber auch Japans neuer Teilchenbeschleuniger wird mit nahezu Lichtgeschwindigkeit Elektronen aufeinanderprallen lassen und sich auf die Suche nach noch unbekannten Teilchen und einer „neuen Physik“ machen. Dass sich die Wissenschaftler/innen dabei einiges von ihm erwarten, zeigt schon sein Name: „SuperKEKB“.
Zu finden ist der neue Teilchenbeschleuniger am japanischen Labor für Teilchenphysik KEK nahe Tokio. Bereits an seinem Vorgängermodell „KEKB“ wurden wichtige Nachweise über die unterschiedlichen Zerfallsraten von sogenannten B-Mesonen erbracht. Dafür erhielten die japanischen Physiker Makoto Kobayashi und Toshihide Maskawa 2008 den Nobelpreis.
Neues zum Standardmodell der Physik
Der SuperKEKB zeichnet sich im Vergleich zu anderen Beschleunigern durch eine besonders hohe Kollisionsrate der Teilchen aus. Mit seiner Aufrüstung erwartet man 40 Mal so viele Kollisionen pro Sekunde, wie beim KEKB. Dies ermöglicht Präzisionsmessungen der Zerfälle von B-Mesonen und anderer schwerer Teilchen, anhand derer man das Standardmodell der Teilchenphysik mit bisher noch nie dagewesener Genauigkeit überprüfen kann. Sollten Abweichungen zu theoretischen Vorhersagen gefunden werden, könnte das möglicherweise sogar ein Hinweis auf bisher unbekannte Teilchen sein und Erkenntnisse für eine „neue Physik“ jenseits des Standardmodells liefern.
Österreichs Teilchenphysik an Bord
Die Kollisionen im SuperKEKB werden vom Belle II-Experiment in Japan aufgezeichnet und analysiert. Rund 700 Teilchenphysiker/innen aus 98 Instituten und 23 Ländern sind an dieser internationalen Kollaboration beteiligt. Das Institut für Hochenergiephysik (HEPHY) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) leitet dabei federführend den Bau des innersten Detektor-Elements, des Silizium-Streifen-Detektors SVD, und ist auch an der Datenanalyse beteiligt.
„Der Beginn des Betriebes von SuperKEKB ist ein aufregendes Ereignis für die Belle-Gruppe am Institut für Hochenergiephysik. Bald wird es möglich sein, die Früchte unserer Arbeit am Bau des Detektors zu ernten und mit der Auswertung neuer Physik-Daten zu beginnen“, sagt Christoph Schwanda, Belle-Gruppenleiter und stellvertretender Direktor des HEPHY.
Feuerprobe bereits bestanden
Seine erste Feuerprobe hat der SuperKEKB bereits bestanden. So ist es im Februar 2016 zum ersten Mal gelungen, einen Positron-Strahl im „Low Energy Ring“ mit einer Energie von vier Gigaelektronvolt zu speichern und mithilfe tausender Magnete rund um den Beschleuniger-Ring zu führen. Ende Februar folgte der nächste große Schritt in Richtung Inbetriebnahme: Im „High Energy Ring“ wurde ein Elektronenstrahl mit einer Energie von sieben Gigaelektronvolt gespeichert und in entgegengesetzter Richtung mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch den Beschleuniger-Tunnel gesteuert. 2017 sollen die beiden Strahlen dann im Nanometer-Bereich fokussiert und zur Kollision gebracht werden.