Els electrons i les seues antipartícules, els positrons, accelerats i emmagatzemats per l'accelerador SuperKEKB, han col·lisionat per primera vegada a les 00:38 hores del 26 d'abril en Tsukuba (Japó). El detector Belle II, situat en el punt on es produeixen les col·lisions, ha registrat l'anihilació que es produeix entre els feixos d'electrons i positrons, i que produeix altres partícules incloent parelles de quarks i antiquarks beauty (‘bellesa’ o simplement b), un dels quarks (les rajoles que componen la matèria) més pesats. Són les primeres col·lisions que es registren en l'accelerador de l'Organització per a la Recerca en Física d'Altes Energies amb Acceleradors (KEK), de Japó, des que la màquina anterior (KEKB) finalitzara les seues operacions en 2010.

El detector Belle II ha sigut dissenyat i construït per una col·laboració internacional de més de 750 investigadors de 25 països, entre ells Espanya. Comparat amb el seu predecessor (Belle), el nou detector ha millorat enormement la seua capacitat, i pot detectar i reconstruir esdeveniments a una velocitat molt major, aprofitant que SuperKEKB tindrà 40 vegades més lluminositat (mesura del nombre de col·lisions) que l'anterior accelerador. S'esperen obtenir 50.000 milions d'esdeveniments de col·lisions entre mesons B i anti-B (partícules compostes per un quark i un antiquark b), 50 vegades més que el total de dades obtingut en l'anterior projecte KEKB/Belle que va funcionar durant 10 anys.

SuperKEKB i el detector Belle II estan dissenyats per a cercar ‘nova física’ més enllà del Model Estàndard, la teoria que descriu les partícules elementals que componen la matèria visible de l'Univers i les seues interaccions. Belle II abordarà la cerca d'evidències de l'existència de noves partícules que podrien explicar per què l'Univers està dominat per la matèria i no per l'antimatèria, quan van haver de produir-se en iguals quantitats després del Big Bang, i respondre altres qüestions fonamentals per al coneixement del cosmos.

A diferència del Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC) del CERN en Ginebra (Suïssa), el major i més potent accelerador de protons del món, SuperKEKB està dissenyat per a ser l'accelerador amb major lluminositat, una mesura del nombre de col·lisions potencials en un accelerador per unitat de superfície en un període de temps. Així, SuperKEKB lidera el que es diu ‘frontera de la lluminositat’, i espera batre el rècord de lluminositat aconseguit pel seu antecessor KEKB en 2009.

Carlos Mariñas, doctor per l'IFIC i actualment en la Universitat de Bonn com a coordinador adjunt del funcionament de Belle II, assegura que “detectar les primeres col·lisions és un gran assoliment dels equips involucrats en el procés de posada a punt dels feixos durant els passats mesos. La gran experiència dels físics d'acceleradors japonesos ens ha portat a aquest punt en molt poc temps, permetent-nos encendre progressivament Belle II sense risc per a l'experiment. Ara està en mans dels físics que treballen en el detector traure el millor del potencial de descobriment que aquesta excepcional màquina posa al nostre abast, i estem disposats a acceptar el repte”.

L'Institut de Física Corpuscular (IFIC, centre mixt CSIC-Universitat de València), l'Institut de Física de Cantàbria (IFCA, centre mixt CSIC-Universitat de Cantàbria) i l'Institut Tecnològic d'Aragó (ITAINNOVA), participen en el disseny, construcció, instal·lació i operació de DEPFET, un nou detector per a l'experiment Belle II.

L’IFIC de València participa des de fa més d'una dècada en el desenvolupament de DEPFET, coordinant primer les proves amb feixos de partícules i després l'estratègia de refrigeració del detector, resultat de la tesi doctoral de Carlos Mariñas, actualment en la Universitat de Bonn i un dels responsables de l'operació de Belle II. A més, l’IFIC ha dissenyat i produït l'electrònica per a comprovar el correcte funcionament dels diferents mòduls de DEPFET una vegada assemblats en Belle II.

FOTO: Instal·lació del detector Belle II. Crèdits: KEK/N.Toge