Quelltext der Seite KEKB

[[Datei:KEKB Ring 3km circumference.jpg|mini|Der Tunnel des [[Teilchenbeschleuniger]]s KEKB mit den zwei getrennten Speicherringen für Positronen (rechts in grün; unten in der Graphik rot) und Elektronen (links in blau).]]
[[Datei:KEKB.png|mini|Der KEKB-[[Teilchenbeschleuniger]] ''([[B-Fabrik]])'' am Forschungszentrum für Hochenergiephysik [[KEK (Forschungszentrum)|KEK]] in [[Tsukuba (Ibaraki)|Tsukuba]] (Japan).]]
'''KEKB''' ''('''KEK'''-'''B'''-factory)'' war ein von 1998 bis 2010 betriebener [[Teilchenbeschleuniger]]-Komplex am japanischen Forschungszentrum [[KEK (Forschungszentrum)|KEK]] in [[Tsukuba (Ibaraki)|Tsukuba]], der für die Produktion von [[B-Meson]]en optimiert war. Dazu wurden mit einem [[Linearbeschleuniger]] [[Elektron]]en und [[Positron]]en auf Energien von 8 beziehungsweise 3,5&nbsp;[[Elektronenvolt|GeV]] beschleunigt, dann in zwei getrennten [[Speicherring]]en mit je 3 Kilometern Umfang in Teilchenpaketen ''(Bunches)'' zusammengefasst und im [[Belle-Experiment|Belle-Detektor]] – wo sich die beiden Ringe kreuzen – gezielt zur Kollision gebracht. Auf Grund der unterschiedlichen Energien der Elektronen und Positronen am Kollisionspunkt, handelte es sich um eine asymmetrische [[B-Fabrik]]. Beschleuniger und Detektor waren speziell zur Beobachtung der [[CP-Verletzung]] beim Zerfall von B-Mesonen ausgelegt.

== Geschichte ==
Ende der 1980er Jahre wurden Planungen aufgenommen zum Umbau des am KEK existierenden Teilchenbeschleuniger [[TRISTAN]] (1986–1995), die 1993 vom KEK genehmigt wurden, unter der Auflage der maximalen Ausnutzung der vorhandenen Infrastruktur und Technik von TRISTAN. Baubeginn war 1994 und 1998 konnte der KEKB sowie 1999 der Belle-Detektor in Betrieb genommen werden. Ziel war die Erzeugung von B-Mesonen und die Beobachtung der CP-Verletzung bei deren Zerfall. Dazu war im Gegensatz zum Vorgängerprojekt TRISTAN eine 200- bis 300-fache höhere [[Luminosität]] erforderlich. KEKB wurde als B-Fabrik mit asymmetrischen Energien konzipiert, wozu zwei getrennte Speicherringe für Elektronen (8&nbsp;GeV) und Positronen (3,5&nbsp;GeV) in dem vorhandenen 3&nbsp;km langen Tunnel von TRISTAN errichtet wurden. Weiterhin war eine Aufrüstung und Verlängerung des ehemaligen Linearbeschleunigers notwendig, da dieser die Teilchen schon mit ihrer Maximalenergie in die Speicherringe einspeisen sollte; der damals als Vorbeschleuniger dienende ''TRISTAN-Accumulation-Ring'' wurde nicht mehr benötigt.<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><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>

Nach einem über zehn Jahre lang erfolgreichen Betrieb, der auch im [[Nobelpreis für Physik]] 2008 für [[Makoto Kobayashi (Physiker)|Makoto Kobayashi]] und [[Toshihide Maskawa]] mündete, wurde der Betrieb der KEK-B-Fabrik im Juni 2010 eingestellt.<ref name="Abe2013"/> Als nachfolgender Beschleuniger ist am KEK der [[SuperKEKB]] im Bau, mit dem Nachfolge-Experiment Belle-II; die Fertigstellung ist für 2016 geplant.<ref>{{Internetquelle|url=http://belle2.desy.de/e103206/|titel=Super KEKB and Belle II|zugriff=2015-05-11}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://www-superkekb.kek.jp/documents/luminosityProjection150319.pdf|titel=SuperKEKB luminosity projection|zugriff=2015-05-11}}</ref>

== Aufbau und Betrieb ==
[[Datei:Linac straight for 600m.jpg|mini|links|Der Linearbeschleuniger (LINAC) des KEKB]]
Mit dem Linearbeschleuniger (''LINAC'') wurden die Elektronen und Positronen auf ihren Maximalenergien von 8 beziehungsweise 3,5&nbsp;beschleunigt und in den ''High Energy Ring'' (HER) mit 8&nbsp;GeV beziehungsweise in den ''Low Energy Ring'' (LER) mit 3,5&nbsp;GeV eingespeist. Die beiden getrennten Speicherringe haben einen Umfang von 3016&nbsp;m und kreuzen sich am Interaktionspunkt (''Interaction Point'') im Belle-Detekter (bzw. später im Belle-II-Detektor) in der Experimentierhalle ''Tsukuba''. In der gegenüberliegenden Experimentierhalle ''Fuji'' wechseln die Ringe in unterschiedlichen Höhen ihre horizontale Position, ohne dass die Teilchen miteinander kollidieren. Der Linearbeschleuniger wurde aus Platzgründen in Form eines ''J'' gebaut und die Elektronen wurden bei einer Energie von 1,7&nbsp;GeV um 180° umgelenkt. Die Positronen wurden durch den Beschuss einer 14&nbsp;mm dicken wassergekühlten [[Tantal]]platte mit 3,7-GeV-Elektronen im unteren Teil des LINAC erzeugt und beide Teilchenarten dann im Hauptteil des LINAC auf ihre Endenergien beschleunigt. Der LINAC hatte eine Gesamtlänge von circa 600 Metern und war damit 200&nbsp;m länger als sein Vorgänger (TRISTAN).<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><ref>S. Kurokawa, E. Kikutani: [http://sabotin.ung.si/~sstanic/belle/nim/kekb/NIMA499-1.pdf ''Overview of the KEKB accelerators.''] (PDF; 1,3&nbsp;MB) In: ''Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A.'' Vol. 499, Nr. 1, 2003, S. 1–7, {{doi|10.1016/S0168-9002(02)01771-0}}.</ref>

Die angestrebte [[Luminosität]] von 10<sup>34</sup>&nbsp;cm<sup>−2</sup>&nbsp;s<sup>−1</sup> wurde 2003 erreicht.<ref name="Abe2013"/> Da sich die Teilchenpakete im Belle-Detektor unter einem Winkel von 22&nbsp;[[Radiant (Einheit)|mrad]] kreuzen, durchdringen sich dabei die Teilchpakete am Interaktionspunkt nur Teilweise, was die erreichbare Rate von Teilchenkollisionen beschränkt. Durch den Einbau von [[Crab Cavity|Crab Cavities]] 2007, die die jeweiligen Teilchenpakete vor der Kollision leicht drehen, konnte eine bessere Durchdringung erreicht und bis Juni 2009 die Luminosität auf über 2·10<sup>34</sup>&nbsp;cm<sup>−2</sup>&nbsp;s<sup>−1</sup> gesteigert werden; dies stellte seinerzeit den Weltrekord dar<ref name="Abe2013"/> (mit TRISTAN wurden nur 5·10<sup>31</sup>&nbsp;cm<sup>−2</sup>&nbsp;s<sup>−1</sup> erreicht<ref name="Kimura2010"/> und 2006 am [[BaBar-Experiment]] des PEP-II 1,2·10<sup>34</sup>&nbsp;cm<sup>−2</sup>&nbsp;s<sup>−1</sup><ref>[http://www.slac.stanford.edu/grp/cd/soft/images/pepii_lum.html ''PEP-II records.''] SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY - PEP-II Currents and Luminosity, 8. April 2008, abgerufen am 29. August 2013.</ref>).

== Literatur ==
* Tetsuo Abe et al.: [http://ptep.oxfordjournals.org/content/2013/3/03A001.full.pdf+html ''Achievements of KEKB.''] In: ''Progress of Theoretical and Experimental Physics (PTEP).'' 03A001, 2013, S. 1–18, {{DOI|10.1093/ptep/pts102}}.
* 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.

== Weblinks ==
* [http://www-acc.kek.jp/KEKB/ KEKB-Webseite] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{SORTIERUNG:Kekb}}
[[Kategorie:Teilchenbeschleuniger]]
[[Kategorie:Wissenschaft und Forschung in Japan]]
[[Kategorie:Tsukuba (Ibaraki)]]