Quelltext der Seite KEK (Forschungszentrum)

[[Datei:KEK and Mt Tsukuba.jpg|mini|hochkant=1.4|Gelände des ''KEK''-Forschungszentrum am Fuße des [[Tsukuba (Berg)|Tsukuba-Bergs]]. Links ist die Ost-Halle des Proton-[[Synchrotron]]s (KEK-PS) und rechts die Experimentierhalle ''Oho'' des [[KEKB]]-[[Speicherring]]s zu sehen. Im Hintergrund befindet sich die Halle ''Tsukuba'' mit dem [[Belle-Experiment]].]]

'''KEK''' ([[Japanische Schrift|japanisch]] {{lang|ja-Jpan|高エネルギー加速器研究機構}} ''kō-enerugī kasokuki kenkyū kikō'' „Hochenergie-Beschleuniger-Forschungsorganisation“, englisch ''High Energy Accelerator Research Organization'') ist ein nationales Forschungszentrum für [[Hochenergiephysik]] in [[Japan]]. Das etwa 55 Kilometer nordöstlich von [[Tokio]] in [[Tsukuba (Ibaraki)|Tsukuba]], in der [[Präfektur (Japan)|Präfektur]] [[Präfektur Ibaraki|Ibaraki]], gelegene Forschungszentrum wurde 1971 als ''National Laboratory for High Energy Physics'' (japanisch {{lang|ja|高エネルギー物理学研究所}} '''''K'''ō-'''E'''nerugī butsurigaku '''K'''enkyūsho'' „Hochenergie-Physik-Forschungsinstitut“) gegründet und 1997 mit dem 1955 gegründeten ''Institute of Nuclear Study'' (INS) und dem 1988 gegründeten ''Meson Science Laboratory'' – beide von der [[Universität Tokio]] – vereinigt; das japanische [[Akronym]] für „Hochenergie-Forschungsinstitut“ wurde dabei beibehalten.<ref name="KimuraToge2012"/>

Das KEK betreibt Forschungen im Bereich der [[Teilchenphysik|Teilchen-]] und [[Kernphysik]] sowie der [[Materialwissenschaft und Werkstofftechnik|Material]]- und [[Biowissenschaften]] mit Hilfe mehrerer großer [[Teilchenbeschleuniger]]. Dazu gehören unter anderem der [[KEKB]] und sein Nachfolger [[SuperKEKB]] sowie der Beschleunigerkomplex [[J-PARC]] bei [[Tōkai (Ibaraki)|Tōkai]]. Außerdem werden Komponenten für Beschleunigeranlagen entwickelt, speziell auf dem Gebiet der [[Supraleiter#Realisierte Anwendungen|supraleitenden Magnete]], [[Teilchendetektor]]en und [[Hohlraumresonator]]en. Das KEK entwickelte unter anderem Komponenten für den [[ATLAS (Detektor)|ATLAS-Detektor]] des [[Large Hadron Collider|LHC]] am [[CERN]] sowie die [[Crab Cavity|Crab Cavities]] des KEKB – mit deren Hilfe gelang es 2009 im [[Belle-Experiment]], den derzeitigen (2013) [[Luminosität]]s-Weltrekord zu erreichen.

== Gründung ==
Nach dem Ende des [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkrieges]] waren in Japan Forschungen auf dem Gebiet der Kernphysik bis Anfang der 1950er Jahre verboten. 1955 wurde an der Universität Tokio das ''Institute of Nuclear Study'' (INS) gegründet, das von 1956 bis 1961 den ersten größeren Teilchenbeschleuniger baute, ein 750&nbsp;MeV-Elektronen-[[Synchrotron]]. Dieses erreichte ab 1966 Energien von 1,3&nbsp;GeV. Um auch bei Experimenten mit hochenergetischen Ionen zur internationalen Forschung aufschließen zu können, trieben führende Wissenschaftler Mitte der 1960er Jahre den Plan zum Bau eines 40&nbsp;GeV-Protonen-Synchrotrons voran. Die japanische Regierung genehmigte Anfang der 1970er Jahre aber nur ein reduziertes Budget für den Bau eines 8&nbsp;GeV-Protonen-Synchrotrons, verbunden mit der Auflage, eine nationale Hochenergiephysik-Forschungseinrichtung zu gründen. Resultat war 1971 die Gründung des KEK.<ref name="KimuraToge2012">Yoshitaka Kimura, Nobukazu Toge: [http://ccdb5fs.kek.jp/tiff/2012/1227/1227026.pdf ''Pursuit of Accelerator Projects at KEK in Japan.''] (PDF; 2,9&nbsp;MB) In: ''Reviews of Accelerator Science and Technology.'' Vol. 5, 2012, S. 333–360.</ref><ref>[https://www.kek.jp/en/About/History/ ''History - About KEK.''] Offizielle Webseite der High Energy Accelerator Research Organization, KEK. Abgerufen am 4. Dezember 2015.</ref>

== Beschleuniger und Experimente ==
=== Proton Synchrotron (KEK-PS) ===
[[Datei:TRISTAN.png|mini|hochkant=1.0|Das KEK-PS, TRISTAN und die Photon Factory am KEK in Tsukuba]]
Im Zuge des Aufbaus von Tsukuba zur „Stadt der Wissenschaften“ ab 1970<ref>[http://www.tsukuba-network.jp/english/history.html ''Historical Background and Perception of the Times.''] Tsukuba-Science City Network. Abgerufen am 8. September 2013.</ref> wurde im Norden der Stadt auf dem Gelände des neugegründeten KEK ab April 1971 mit dem Bau des 8&nbsp;GeV-Protonen-Synchrotrons begonnen, das bis Ende 1976 fertiggestellt wurde. Die erreichbare Protonenenergie konnte im Laufe eines Jahres weiter auf 12&nbsp;GeV gesteigert werden, und ab 1977 wurden die ersten Experimente an Japans erstem großen Teilchenbeschleuniger gestartet. Das KEK-PS legte den Grundstein für weitere Beschleuniger am KEK und hat mit seinem fast 30-jährigen Betrieb bis Dezember 2005 maßgeblich zur Entwicklung des KEK sowie der Hochenergiephysik in Japan beigetragen.<ref name="KimuraToge2012"/>

Das KEK-PS bestand aus einem [[Linearbeschleuniger]] ''(LINAC)'' – seinerseits gespeist von einem [[Cockcroft-Walton-Beschleuniger]] – der die Protonen auf 40&nbsp;MeV beschleunigte. Diese wurden dann in einem ersten Synchrotron ''(Booster)'' mit einem Umfang von 38&nbsp;m auf 500&nbsp;MeV weiterbeschleunigt und in den Hauptring mit 339&nbsp;m Umfang eingespeist. Dort wurden die [[Teilchenpaket|Protonenpakete]] ''(Bunches)'' auf ihre Endenergie von 12&nbsp;GeV gebracht und über [[Strahllinie]]n ''(Beamlines)'' den Experimenten in der Nord- und Ost-Halle des KEK-PS zur Verfügung gestellt. Der 500-MeV-Protonenstrahl des Boosters wurde auch für die südlich vom Hauptring gelegenen [[Neutron]]en- und [[Meson]]en-Laboratorien genutzt, die Ende der 1970er Jahre errichtet wurden.<ref>''Neutron Science Laboratory and Meson Science Laboratory.'' KEK News, Vol. 1, Nr. 2, 1998, {{ISSN|1343-3547}}, S. 1–6 ([http://www2.kek.jp/proffice/archives/kek-news/vol1no2/news1.html online]).</ref><ref name="KimuraToge2012"/>

Bis zur Fertigstellung von [[TRISTAN]] 1985 war das KEK-PS der einzige verfügbare Teilchenbeschleuniger in Japan für diesen Energiebereich und wurde für eine Vielzahl von Experimenten der Teilchen- und Kernphysik genutzt. Nach Inbetriebnahme des Elektronen/Positronen-Beschleunigers TRISTAN diente das KEK-PS vornehmlich der Untersuchung von [[Seltsame Materie|Seltsamer Materie]] wie [[Hyperkern]]en und Zerfallsprozessen von [[Kaon]]en. Weiterhin stieg mit den Entwicklungsaktivitäten des KEK zu Teilchendetektoren der Bedarf an Protonenstrahlen zu Testzwecken. Die letzte Phase des Betriebes des KEK-PS war ab Ende der 1990er Jahre geprägt vom ''KEK-to-Kamioka''-Experiment (K2K). Dazu wurde 1999 eine Strahllinie in Richtung des [[Super-Kamiokande]]-Experiments in Betrieb genommen, in der mit dem Protonenstrahl [[Neutrino]]s erzeugt und in Richtung des 250&nbsp;km entfernten [[Kamioka (Gifu)|Kamioka]] (heute [[Hida]]) gesendet wurden. Ziel war die Untersuchung der [[Neutrinooszillation]]; etwa zwei Drittel der verfügbaren Betriebszeit des KEK-PS wurden dafür aufgewendet.<ref>Satoshi Ozaki: [http://www2.kek.jp/proffice/archives/hyouka/pdf/ps-rev04.pdf ''Report of the 2004 KEK PS External Review Committee.''] (PDF; 329&nbsp;kB) High Energy Accelerator Research Organization (KEK), External Review Committee, Tsukuba 2004, S. 2–15.</ref>

=== Photon Factory (PF) und TRISTAN ===
[[Datei:Linac straight for 600m.jpg|mini|Der Linearbeschleuniger (LINAC) am KEK in Tsukuba]]
Mitte der 1970er Jahre kam es am KEK zeitgleich zu Planungen zweier neuer Teilchenbeschleuniger. Zum einen sollte ein 2,5&nbsp;GeV Elektronen-[[Speicherring]] zur Erzeugung von [[Synchrotronstrahlung]] für die Material- und Biowissenschaften entstehen und zum anderen ein großer ''Electron-Positron-Collider'', mit [[Schwerpunktsenergie]]n von 60&nbsp;GeV, für die Hochenergiephysik. Diese waren zwar für unterschiedliche Forschungsgebiete bestimmt, beruhten aber beide auf der Beschleunigung von Elektronen, was die gemeinsame Nutzung eines LINACs zur Vorbeschleunigung ermöglichte (die Positronen werden durch den Beschuss von speziellen [[Target (Physik)|Targets]] mit Elektronen erzeugt und ebenfalls im LINAC beschleunigt<ref name="Kimura1990">Yoshitaka Kimura: [http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/e90/PDF/EPAC1990_0023.PDF ''The Performance of TRISTAN and Accelerator Development at KEK.''] (PDF; 676&nbsp;kB) In: ''Proc. of the 2nd European Particle Accelerator Conference.'' Nizza, Frankreich, 12.–16. Juni 1990, S. 23–27.</ref><ref>I. Abe et al.: [http://www.ung.si/~sstanic/belle/nim/kekb/NIMA499-167.pdf ''The KEKB injector linac.''] (PDF; 2,7&nbsp;MB) In: ''Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A.'' Vol. 499, Nr. 1, 2003, S. 167–190, {{doi|10.1016/S0168-9002(02)01787-4}}.</ref>). Anfang 1979 begannen die Bauarbeiten am LINAC-Komplex, der in der Folgezeit ständig erweitert wurde und mit Ausnahme von KEK-PS als Vorbeschleuniger für alle weiteren großen Teilchenbeschleuniger am KEK-Standort in Tsukuba diente. Er wird derzeit (2013) für den im Bau befindlichen SuperKEKB umgerüstet.<ref>T. Higo et al.: [http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/IPAC2012/papers/tuppr005.pdf ''Linac Upgrade in Intensity and Emittance for SuperKEKB.''] (PDF; 758&nbsp;kB) In: ''Proc. of the IPAC2012.'' New Orleans, USA, 20.–25. Mai 2012, S. 1819–1821.</ref> 1982 erreichte der Elektronenstrahl 2,5&nbsp;GeV. Dieser stand dann dem ebenfalls fertiggestellten Speicherring der ''Photon Factory'', wie auch dem 1983 vollendeten TRISTAN-''Accumulation-Ring'' (AR) zur Verfügung. Der TRISTAN-AR war ein weiterer Vorbeschleuniger für den späteren Hauptring und brachte Elektronen und Positronen auf 6 und später auf bis zu 8&nbsp;GeV.<ref name="KimuraToge2012"/>

; TRISTAN
: Der Teilchenbeschleuniger [[TRISTAN]] bestand aus mehreren Vorbeschleunigern und einem Hauptring ''(Main Ring, MR)'' mit drei Kilometern Umfang für die gleichzeitige Beschleunigung von Elektronen und Positronen und deren Kollision mit Schwerpunktsenergien von bis zu 64 GeV. Motivation für den Bau war die von [[Makoto Kobayashi (Physiker)|Makoto Kobayashi]] und [[Toshihide Masukawa|Toshihide Maskawa]] 1973 aufgestellte Theorie zur Erklärung der [[CP-Verletzung]] mittels einer dritten Generation von [[Quark (Physik)|Quarks]] (Bottom- und Top-Quark). Diese sollte experimentell bestätigt werden. Ende der 1970er Jahre wurden dazu am KEK Pläne zum Bau eines Teilchenbeschleunigers zur Suche nach dem verbliebenen Top-Quark (das Bottom-Quark wurde 1977 am [[Fermi National Accelerator Laboratory|Fermilab]] nachgewiesen) vorangetrieben und 1981 mit dem Bau begonnen. Ab 1986 war er in Betrieb, aber schon Ende der 1980er zeichnete sich ab, dass die Energie zur Erzeugung des Top-Quarks nicht ausreichen würde. Daraufhin wurden Planungen für das Nachfolgeprojekt [[KEKB]] gestartet und 1994 mit dem Umbau begonnen; der Betrieb von TRISTAN wurde schließlich 1995 eingestellt.<ref name="Kimura1990"/>

; Photon Factory (PF)
: Seit 1982 wird hier mit einem 2,5&nbsp;GeV-Elektronen-Speicherring mit 187&nbsp;m Umfang Synchrotronstrahlung hoher [[Brillanz (Strahlung)|Brillanz]] erzeugt. Das Spektrum der Strahlung reicht vom [[VUV-Strahlung|Vakuum-UV]] (VUV) bis zur [[Hochenergetische Röntgenstrahlung|hochenergetischen Röntgenstrahlung]]. Die Elektronen werden schon mit ihrer Endenergie von LINAC-Komplex bereitgestellt und in bis zu mehreren hundert Paketen über 30 Stunden ''(beam lifetime)'' im PF-Ring gespeichert. Mit dem Umbau des TRISTAN-Beschleunigers zum KEKB wurde der ehemalige Vorbeschleunigerring TRISTAN-AR nicht mehr benötigt und 1998 zur gezielten Erzeugung von Synchrotronstrahlung im Bereich hochenergetischer Röntgenstrahlung umgerüstet sowie in ''Photon Factory Advanced Ring'' (PF-AR) umbenannt. In den PF-AR werden Elektronen mit einer Energie von 3&nbsp;GeV vom LINAC eingespeist und auf bis 6,5&nbsp;GeV in einem umlaufenden Paket weiter beschleunigt, mit einer ''beam lifetime'' von circa 20 Stunden.<ref name="Nakao2012">Hironori Nakao et al. (Hrsg.): [http://pfwww.kek.jp/acr2011pdf/part_a/partA_full_text.pdf ''Photon Factory Activity Report 2011 – Part A "Highlights and Facility Report".''] High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba 2012, {{ISSN|1344-6320}}, S. 84–110.</ref>
: Beide Speicherringe bedienen mit ihren Stahllinien über 50 Experimentierstationen, davon zwei Drittel mit harter Röntgenstrahlung und ein Drittel mit VUV-Strahlung und weicher Röntgenstrahlung. Die Experimente reichen von der [[Strukturaufklärung|Strukturanalyse]] mittels [[Röntgenbeugung]], über vielfältige [[Spektroskopie|spektroskopische]] Verfahren bis hin zu medizinischen Anwendungen.<ref name="Nakao2012"/>

=== KEKB und SuperKEKB ===
[[Datei:KEKB.png|mini|hochkant=1.0|Der KEKB-Teilchenbeschleuniger ''([[B-Fabrik]])'' am KEK in Tsukuba]]
[[Datei:The BELLE Detector.jpg|mini|hochkant|links|Der [[Belle-Experiment|Belle-Detektor]] am KEKB]]
Der als [[B-Fabrik]] mit asymmetrischen Energien konzipierte [[KEKB]] entstand ab 1994 aus dem Teilchenbeschleuniger TRISTAN, unter maximaler Ausnutzung der vorhandenen Infrastruktur und Technik. Er wurde 1998 in Betrieb genommen und bestand aus zwei getrennten Speicherringen für Elektronen (8&nbsp;GeV) und Positronen (3,5&nbsp;GeV), die in dem vorhandenen 3&nbsp;km langen Tunnel von TRISTAN errichtet wurden. Weiterhin war eine Aufrüstung des ehemaligen Linearbeschleunigers und eine Verlängerung um 200 Meter notwendig, da dieser die Teilchen schon mit ihrer Maximalenergie in die Speicherringe einspeisen sollte.<ref name="Kimura2010">Yoshitaka Kimura: [http://www.nishina.riken.go.jp/researcher/seminar_past/nishina120/kimura.pdf ''FROM TRISTAN TO B–FACTORY.''] (PDF; 1,6&nbsp;MB) In: ''IPAC'10 – Special Lectures to Commemorate the 120th Anniversary of Birth of Yoshio Nishina.'' Kyoto, Japan, 23. Mai 2010.</ref>

Ziel des Beschleunigers war die Erzeugung von [[B-Meson]]en, bei deren Zerfall – nach theoretischen Vorhersagen auf der Grundlage der [[CKM-Matrix]] – die [[CP-Verletzung]] stark ausgeprägt und damit gut beobachtbar sein müsste. Mit dem [[BaBar-Experiment]] des PEP-II ([[Stanford Linear Accelerator Center|SLAC]]) in den USA und dem [[Belle-Experiment]] des KEKB konnte die CP-Verletzung im System der B-Mesonen erstmals beobachtet werden, was mit zum [[Nobelpreis für Physik]] 2008 für die japanischen Physiker [[Makoto Kobayashi (Physiker)|Makoto Kobayashi]] und [[Toshihide Masukawa|Toshihide Maskawa]] führte. Nach mehr als zehnjährigem erfolgreichem Betrieb wurde der Betrieb des KEKB im Juni 2010 eingestellt.

Zur präzisen Bestimmung der CP-Verletzung ist die Analyse einer Vielzahl von Teilchenkollisionen notwendig. Ein Maß für die mit einem Beschleuniger erreichbare Kollisionsrate am Interaktionspunkt ist die [[Luminosität]]. Durch den Einbau der am KEK entwickelten [[Crab Cavity|Crab Cavities]]<ref name="YamamotoCernCourier">Akira Yamamoto: [http://cerncourier.com/cws/article/cern/47507 ''Progress in applied superconductivity at KEK.''] CERN-Courier, 25. Oktober 2011. Abgerufen am 8. September 2013.</ref> gelang es 2009 im Belle-Experiment, den Luminositäts-Weltrekord von 2,1·10<sup>34</sup>&nbsp;cm<sup>−2</sup>&nbsp;s<sup>−1</sup> zu erreichen, das Doppelte des ursprünglich geplanten Wertes.<ref name="Abe2013">Tetsuo Abe et al.: [http://ptep.oxfordjournals.org/content/2013/3/03A001.full.pdf+html ''Achievements of KEKB.''] In: ''Prog. Theor. Exp. Phys.'' 03A001, 2013, S. 1–18, {{DOI|10.1093/ptep/pts102}}.</ref>

Um die Luminosität weiter zu steigern, wird seit Ende 2011 der KEKB zum Beschleuniger [[SuperKEKB]] mit dem Nachfolge-Experiment Belle-II umgebaut. Erste Tests des Beschleunigers fanden im Frühjahr 2016 statt und der Detektor wurde im April 2017 in seine finale Position am Kollisionspunkt gebracht. Die Fertigstellung ist für 2018 geplant{{Zukunft|2018}}.<ref>[http://belle2.jp/2017/06/26/belle-ii-detector-rolled-in/ ''Belle II detector rolled-in.''] Belle II Experiment, Updates 26. Juni 2017. Abgerufen am 24. September 2017.</ref> Ziel ist eine Erhöhung der Luminosität um den Faktor 40 bis 2021, auf bis zu 8·10<sup>35</sup>&nbsp;cm<sup>−2</sup>&nbsp;s<sup>−1</sup>.<ref>Paul Maurice: [http://issuu.com/danteprm/docs/connect_16_web_lo/13?e=6131560/8927106 ''BELLE II experiment benefits from GÉANT’s global links.''] In: ''CONNECT magazine.'' 16. Juli 2014, S. 10–12.</ref> Dies soll durch eine bessere Fokussierung der Strahlen am Interaktionspunkt sowie durch Erhöhung der umlaufenden Teilchenzahl in den Speicherringen erreicht werden. Weiterhin ist eine Verringerung der Asymmetrie der Energien geplant; es soll Kollisionen der Elektronen mit 7&nbsp;GeV und der Positronen mit 4&nbsp;GeV geben.<ref>K. Akai, H. Koiso, K. Oide: [http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/IPAC2012/papers/tuppr006.pdf ''Design Progress and Construction Status of SuperKEKB.''] (PDF; 1,9&nbsp;MB) In: ''Proc. of the IPAC2012.'' New Orleans, USA, 20.–25. Mai 2012, S. 1822–1824.</ref><ref>M. Masuzawa: [https://accelconf.web.cern.ch/accelconf/IPAC10/papers/frxbmh01.pdf ''NEXT GENERATION B-FACTORIES.''] (PDF; 3,1&nbsp;MB) In: ''Proc. of the IPAC'10.'' 23.–28. Mai 2010, Kyoto, Japan, S. 4764–4768.</ref>
<div style="clear:left"></div>

=== J-PARC ===
[[Datei:The entire view of J-PARC.jpg|mini|hochkant=1.3|Die [[Teilchenbeschleuniger]] (3 und 50 GeV [[Proton]]en-[[Synchrotron]]) und Experimentierhallen am japanischen Forschungskomplex J-PARC, circa 120 km nördlich von [[Tokio]] an der [[Pazifischer Ozean|Pazifikküste]]]]
Der [[J-PARC]] ist ein vom KEK gemeinsam mit der japanischen Atomenergiebehörde [[Nihon Genshiryoku Kenkyū Kaihatsu Kikō|JAEA]] betriebener Forschungskomplex bei [[Tōkai (Ibaraki)|Tōkai]] in der [[Präfektur Ibaraki]]. Erbaut in den Jahren 2001 bis 2008 ist er Nachfolger des bis 2005 in Tsukuba betriebenen KEK-PS. Der J-PARC verfügt über drei Teilchenbeschleuniger, die nacheinander Protonen auf bis zu 50&nbsp;GeV beschleunigen.

Ein mehrstufiger LINAC bringt die Protonen auf eine Energie von 181&nbsp;MeV. In einer weiteren Ausbaustufe soll er 400&nbsp;MeV erreichen für die Einspeisung in das erste Synchrotron mit 348&nbsp;m Umfang, sowie 600&nbsp;MeV für geplante separate Experimente zur [[Transmutation]] von [[Radioaktiver Abfall|radioaktivem Abfall]]. Das erste Synchrotron beschleunigt die Protonen des LINACs auf 3&nbsp;GeV. Etwa 96 % der Teilchen werden über eine Strahllinie in die Experimentierhalle der Material- und Biowissenschaften geleitet, wo mit Hilfe von [[Spallation]]s-[[Target (Physik)|Targets]] [[Myon]]en- und [[Neutron]]en-Strahlen erzeugt werden. Die Halle befindet sich innerhalb des 50-GeV-Hauptrings ''(Main Ring)'', in den circa alle 3&nbsp;s die restlichen 4 % der 3-GeV-Protonen eingeleitet werden. Der Hauptring hat einen Umfang von 1568&nbsp;m und beschleunigt die Protonen auf derzeit (2013) 30&nbsp;GeV; eine weitere Erhöhung auf 50&nbsp;GeV ist geplant. Bedient werden hiermit die Strahllinien zur Hadronen-Experimentierhalle und zum ''Tōkai-to-Kamioka''-Experiment (T2K). Das T2K-Experiment ist der Nachfolger des K2K-Experiments, das bis Ende 2005 am KEK-PS betrieben wurde. Es sendet einen Neutrinostrahl zum 295&nbsp;km entfernten [[Super-Kamiokande]]-Detektor, wo im Februar 2010 das erste Neutrino registriert werden konnte.<ref name="Yamazaki2010">Yoshishige Yamazaki: [http://www.nishina.riken.go.jp/researcher/seminar_past/nishina120/Yamazaki.pdf ''FROM KEK-PS TO J-PARC.''] (PDF; 1,1&nbsp;MB) In: ''IPAC'10 – Special Lectures to Commemorate the 120th Anniversary of Birth of Yoshio Nishina.'' Kyoto, Japan, 23. Mai 2010.</ref>

Der J-PARC erzeugt Sekundärstrahlen hoher Leistung und zählt neben der ''Spallation Neutron Source'' (SNS) des [[Oak Ridge National Laboratory]] in den USA und dem ISIS des britischen [[Rutherford Appleton Laboratory]] zu den weltweit leistungsstärksten Anlagen zur Erzeugung von Myonen- und Neutronen-Strahlen. Bis 2011 wurden mit den beiden Protonen-Synchrotrons stabile Strahlleistungen von 100–200&nbsp;kW erreicht, geplant sind bis zu einem Megawatt.<ref name="Yamazaki2010"/><ref name="Nagamiya2012">Shoji Nagamiya: [http://ptep.oxfordjournals.org/content/2012/1/02B001.full.pdf+html ''Introduction to J-PARC.''] In: ''Prog. Theor. Exp. Phys.'' 02B001, 2012, S. 1–13, {{DOI|10.1093/ptep/pts025}}.</ref>

== Organisation ==
{| class="wikitable float-right"
|+ Generaldirektoren
|- class="hintergrundfarbe6"
! Name || Zeitraum || Lebensdaten
|-
| [[Suwa Shigeki|Shigeki Suwa]] || 1971–1977 || 1920–1997
|-
| [[Tetsuji Nishikawa]] || 1977–1989 || 1926–2010
|-
| [[Hirotaka Sugawara]] || 1989–2003 || * 1938
|-
| [[Yōji Totsuka]] || 2003–2006 || 1942–2008
|-
| [[Atsuto Suzuki]] || 2006–2015 || * 1946
|-
| [[Masanori Yamauchi]] || seit 2015 ||
|}
Das KEK steht unter der Oberaufsicht des japanischen [[Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie (Japan)|Ministeriums für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie]] (MEXT), welches auch für die Finanzierung sorgt. Geleitet wird das KEK vom elfköpfigen [[Board of Directors|Verwaltungsrat]] unter dem Vorsitz des Generaldirektors. [[Masanori Yamauchi]] hat diese Position von 2015 bis 2018.{{Zukunft|2018}}<ref>[https://www.kek.jp/en/About/OfficerList/ ''KEK Executive Board - Officer list.''] Offizielle Webseite der High Energy Accelerator Research Organization, KEK. Abgerufen am 4. Dezember 2015.</ref> Es beschäftigt circa 700 Mitarbeiter. Zwischen 2008 und 2011 verzeichnete es durchschnittlich 80.000 [[Personenstunde#Andere Einheiten|Personentage]] Nutzung der etwa 1.000 Experimente; davon etwa ein Viertel durch ausländische Wissenschaftler. Die Ausgaben des KEK beliefen sich in diesem Zeitraum auf durchschnittlich 45 Milliarden [[Yen]] (circa 340 Mio. Euro) pro Jahr.<ref>Akihiro Maki et al. (Hrsg.): [http://ccdb5fs.kek.jp/tiff/2011/1122/1122003.pdf ''2011 at KEK – Annual Report Vol. 3.''] (PDF; 1,9&nbsp;MB) High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba 2012, {{ISSN|1344-1299}}, S. 79–81.</ref>

Das Forschungszentrum gliedert sich neben der Verwaltung und mehreren kleineren Abteilungen – zuständig unter anderem für [[Öffentlichkeitsarbeit]], Sicherheit oder internationale Kooperationen – in zwei große Forschungsinstitute und drei für den Betrieb und die Entwicklung der derzeitigen und zukünftigen Beschleunigeranlagen und Experimente zuständigen Abteilungen:<ref>[https://www.kek.jp/en/About/Organization/ ''KEK Organization.''] Offizielle Webseite der High Energy Accelerator Research Organization, KEK. Abgerufen am 4. Dezember 2015.</ref>

; Institute of Particle and Nuclear Studies (IPNS)
: Das ''IPNS'' betreibt theoretische und experimentelle Forschung im Bereich der [[Teilchenphysik|Teilchen]]- und [[Kernphysik]]. Letztere werden vornehmlich mittels der großen Teilchenbeschleuniger an den Standorten in Tsukuba (KEKB bzw. SuperKEKB) und Tōkai (J-PARC) durchgeführt, aber auch als Partner in internationalen Kooperationen wie zum Beispiel beim [[Large Hadron Collider|LHC]] des [[CERN]]. Weiterhin ist es beteiligt am [[POLARBEAR]]-Experiment in der [[Atacamawüste]] zur Messung der Polarisation des [[Hintergrundstrahlung|kosmischen Mikrowellenhintergrunds]], sowie an der Entwicklung und Planung des [[International Linear Collider]]s (ILC), der möglicherweise in Japan errichtet wird.<ref>Akihiro Maki et al. (Hrsg.): [http://ccdb5fs.kek.jp/tiff/2011/1122/1122002.pdf ''2011 at KEK – Annual Report Vol. 2.''] (PDF; 12,0&nbsp;MB) High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba 2012, {{ISSN|1344-1299}}, S. 5–26.</ref>

; Institute of Materials Structure Science (IMSS)
: Beim ''IMSS'' liegt der Fokus auf der Erforschung der Struktur und Funktionsweise von Materialien, mit Hilfe der von Teilchenbeschleunigern erzeugten hochenergetischen Photonen (Synchrotronstrahlung der Photon Factory) sowie Myonen- und Neutronenstrahlen (''Muon Science Laboratory'' (MSL) und ''Neutron Science Laboratory'' (KENS) am J-PARC, bis 2005 am KEK-PS). Das breite Spektrum der [[Interdisziplinarität|interdisziplinären]] Forschungen liegt im Bereich [[Materialwissenschaft und Werkstofftechnik|Material-]] und [[Biowissenschaften]].<ref>Akihiro Maki et al. (Hrsg.): [http://ccdb5fs.kek.jp/tiff/2011/1122/1122002.pdf ''2011 at KEK – Annual Report Vol. 2.''] (PDF; 12,0&nbsp;MB) High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba 2012, {{ISSN|1344-1299}}, S. 27–48.</ref>

; Accelerator Laboratory
: Das ''Accelerator Laboratory'' betreibt alle Teilchenbeschleuniger des KEK und bildet das Fundament des Forschungszentrums. Neben dem Betrieb und der Wartung der existierenden sowie dem Aufbau der geplanten Anlagen ist es beteiligt an der Weiter- und Neuentwicklung von Komponenten der Beschleunigeranlagen.<ref>[http://www2.kek.jp/accl/eng/index.html ''The Accelerator Laboratory provides foundation to scientific research at KEK.''] Offizielle Webseite des ''Accelerator Laboratory'' am KEK. Abgerufen am 4. August 2016.</ref>

; Applied Research Laboratory
: Dieses Laboratorium ist verantwortlich für Strahlen- und Umweltschutz, Computer- und Netzwerktechnik sowie die Versorgung mit flüssigem Helium und die Unterstützung der Anlagen und Experimente mit ihren mechanischen Werkstätten. Es betreibt zudem eigene Forschungen in den genannten Bereichen sowie in der [[Kryotechnik]] und [[Supraleiter|Supraleitung]].<ref>[https://www.kek.jp/en/Facility/ARL/ ''KEK Applied Research Laboratory.''] Offizielle Webseite der High Energy Accelerator Research Organization, KEK. Abgerufen am 4. Dezember 2015.</ref>

; Department of Advanced Accelerator Technologies
: Die Abteilung beschäftigt sich mit Entwicklung und Test zukünftiger Teilchenbeschleuniger und Detektoren sowie deren Komponenten, zum Beispiel für den [[International Linear Collider]] oder eine verbesserte Methode zur Erzeugung von Synchrotronstrahlung mittels eines [[Linearbeschleuniger#Konzepte in Entwicklung|Energy Recovery Linac]] im GeV-Bereich.<ref>[https://www2.kek.jp/aat/en/ ''Department of Advanced Accelerator Technologies.''] Offizielle Webseite der Abteilung des KEK. Abgerufen am 4. August 2016.</ref>

Das KEK unterhält für seine Entwicklungsaktivitäten auf dem Gebiet der Beschleunigertechnik mehrere Testeinrichtungen und hat speziell auf dem Gebiet der [[Supraleiter#Realisierte Anwendungen|supraleitenden Magnete]] und [[Hohlraumresonator]]en in den letzten Jahrzehnten wegweisende Pionierleistungen erbracht. So kamen zum Beispiel in den 1980er Jahren am TRISTAN-Hauptring weltweit erstmals supraleitende Hohlraumresonatoren als Beschleunigerkomponenten zum Einsatz, und die am KEKB eingesetzten Crab Cavities stellten die erste erfolgreiche Umsetzung des 30 Jahre zuvor von [[Robert Brian Palmer]] erdachten Konzeptes der ''crab crossings'' dar, bei dem durch leichte Drehung der umlaufenden Teilchenpakete eine bessere Durchdringung am Kollisionspunkt und somit eine höhere Kollisionsrate erreicht wird.<ref name="YamamotoCernCourier"/><ref>KEK Feature Story: [http://www2.kek.jp/proffice/archives/feature/2010/pdf/KEKBCrabCavity.pdf ''KEKB crab cavity may help LHC upgrade.''] 9. März 2010, High Energy Accelerator Research Organization (KEK). Abgerufen am 4. Dezember 2015.</ref>

== Weblinks ==
{{Commonscat|KEK (High Energy Accelerator Research Organization)|KEK}}
* [http://www.kek.jp/en/ High Energy Accelerator Research Organization (KEK)]
* [http://www-lib.kek.jp/ar/ar.html KEK Annual Reports 1971–2011]
* [http://www2.kek.jp/imss/pf/eng/ Photon Factory]
* [http://belle.kek.jp/ BELLE Collaboration]
* [http://j-parc.jp/index-e.html Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC)]

== Literatur ==
* Yoshitaka Kimura, Nobukazu Toge: [http://ccdb5fs.kek.jp/tiff/2012/1227/1227026.pdf ''Pursuit of Accelerator Projects at KEK in Japan.''] (PDF; 2,9&nbsp;MB) In: Alexander W. Chao, Weiren Chou: ''Reviews of Accelerator Science and Technology – Vol. 5: Applications Of Superconducting Technology To Accelerators.'' World Scientific 2012, ISBN 978-981-4449-94-6, S. 333–360, {{DOI|10.1142/S1793626812300137}}.

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{Lesenswert|12. Oktober 2013|123342904}}

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[[Kategorie:Forschungseinrichtung (Physik)]]
[[Kategorie:Forschungsinstitut in Japan]]
[[Kategorie:Tsukuba (Ibaraki)]]