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BELLE II LIEFERT ERSTE ERGEBNISSE

Auf der Suche nach dem Z'-Boson

04/07/2020

Vor fast genau einem Jahr startete das Belle-II-Experiment. Die renommierte Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht nun die ersten Ergebnisse des Detektors. Die Arbeit befasst sich mit einem neuen Teilchen im Zusammenhang mit dunkler Materie, die nach heutigem Kenntnisstand etwa 25 Prozent des Universums ausmacht.

Das Belle II-Experiment nimmt seit etwa einem Jahr Daten für physikalische Messungen auf. Sowohl der Elektron-Positron-Beschleuniger SuperKEKB als auch der Belle II-Detektor wurden über mehrere Jahre hinweg umgebaut, um eine 40-fach höhere Datenrate zu erreichen.

Wissenschaftler an zwölf Instituten in Deutschland sind maßgeblich an Bau und Betrieb des Detektors, der Entwicklung von Auswertealgorithmen und der Analyse der Daten beteiligt. Das Halbleiterlabor der Max-Planck-Gesellschaft war maßgeblich an der Neuentwicklung des hochempfindlichen innersten Detektors, des Pixel-Vertex-Detektors, beteiligt.

Mit Belle II suchen die Wissenschaftler nach Spuren neuer Physik, mit denen sich beispielsweise das ungleiche Vorkommen von Materie und Antimaterie oder die geheimnisvolle dunkle Materie erklären lassen. Eines der bisher unentdeckten Teilchen, nach denen der Belle II-Detektor sucht, ist das Z'-Boson - eine Variante des bereits nachgewiesenen Z-Bosons. Letzteres fungiert als Austauschteilchen für die schwache Wechselwirkung.

Soweit wir wissen, besteht das Universum zu etwa 25 Prozent aus dunkler Materie, während die sichtbare Materie nur knapp 5 Prozent des Energiehaushalts ausmacht. Beide Formen der Materie ziehen sich über die Schwerkraft gegenseitig an. Die dunkle Materie bildet eine Art Schablone für die Verteilung der sichtbaren Materie, die sich zum Beispiel in der Anordnung der Galaxien im Universum zeigt.