Dal 1998 al 2010, l’organizzazione giapponese KEK sull’alta energia, ha gestito KEKB, un acceleratore elettrone-positrone asimmetrico di 3 km di circonferenza che deteneva il record mondiale di luminosità istantanea pari a 2,1×10 34 cm –2 s -1.
Le energie del fascio sono state scelte in modo tale che nelle collisioni venisse prodotto un gran numero di coppie di mesoni B-anti-B, la struttura perciò è nota anche come fabbrica B. L’acceleratore SuperKEKB, un importante aggiornamento di KEKB e del suo rilevatore BELLE, è progettato per raggiungere un picco di luminosità superiore di un fattore quaranta. L’esperimento Belle II è progettato per registrare i dati in SuperKEKB, con prestazioni simili o migliori di Belle.
Gli esperimenti condotti nella fabbrica di mesoni B hanno mostrato i primi segnali di violazione della CP (asimmetrie materia-antimateria) nel settore dei mesoni B nel 2001. Questi risultati hanno dimostrato che l’ipotesi di Kobayashi e Maskawa sull’origine della violazione della CP è corretta, per questo i due scienziati hanno vinto il Premio Nobel 2008 per la fisica.
la progettazione e la realizzazione di Belle II ha coinvolto scienziati di 12 istituti tedeschi che hanno inoltre sviluppato gli algoritmi di valutazione e di analisi dei dati. Il Max Planck Institute for Physics ha dato un contributo sostanziale allo sviluppo del rivelatore più interno e più sensibile, il Pixel Vertex Detector.
Belle II è progettato per trovare una Nuova fisica che vada oltre l’attuale Modello standard della fisica delle particelle, che spieghi l’asimmetria tra materia e antimateria e la misteriosa materia oscura. Una delle particelle finora sconosciute che il rivelatore Belle II sta cercando è il bosone Z’, una variante del bosone Z che funge da particella di scambio per l’interazione debole.
Per quanto ne sappiamo, circa il 25% dell’universo è costituito da materia oscura, mentre la materia visibile ne rappresenta poco meno del 5%. Entrambe le forme di materia “sentono” la forza di gravità. La materia oscura costituisce quindi una sorta di modello per la distribuzione della materia visibile. Questo può essere osservato, ad esempio, nella disposizione delle galassie nell’universo.
Collegare la materia oscura alla materia ordinaria
Il bosone Z′ può svolgere il ruolo di mediatore nell’interazione tra materia oscura e materia ordinaria. Il bosone Z′ può, almeno teoricamente derivare dalla collisione di elettroni e positroni nel SuperKEKB e quindi decadere in particelle di materia oscura che non riusciamo a rilevare. Il bosone Z′ può quindi spiegare il comportamento della materia oscura. Inoltre, la scoperta del bosone Z′ potrebbe anche spiegare altre osservazioni che non sono coerenti con l’attuale modello standard.
