BELLE實(shí)驗(yàn)
BELLE實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是觀測(cè)B介子衰變中的CP破壞，更好地了解CP破壞現(xiàn)象。物理實(shí)驗(yàn)使用的探測(cè)器性能如下表所示：

　

BELLE 探測(cè)器

硅頂點(diǎn)探測(cè)器（SVD）具有區(qū)分B介子
兩個(gè)衰變點(diǎn)約100微米的良好位置分辨率

CsI(Tl)晶體

SVD配置——SVD有三個(gè)圓柱體探測(cè)層，
由8、10和14個(gè)單元的雙面硅探測(cè)器組成。

第一個(gè)階梯

一個(gè)飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器的模塊

中心漂移室結(jié)構(gòu)

CsI 量能器用來(lái)測(cè)量電子和光子的
能量，它由8736塊CsI(Tl)晶體組成。

從橫穿磁場(chǎng)的軌跡彎曲處測(cè)量帶電粒子的橫向動(dòng)能
　

桶部氣凝硅膠契侖可夫計(jì)數(shù)器（ACC）外殼

計(jì)數(shù)器

在1.2GeV/c 到4.0 GeV/c動(dòng)能范圍內(nèi)，
ACC用來(lái)把K+與pi+區(qū)分開(kāi)來(lái)

低動(dòng)量（至1.2GeV）的pi+/K+被塑料閃
爍體計(jì)數(shù)器分開(kāi)，時(shí)間分辨率為100ps

傳感絲：直徑30微米鍍金鎢
場(chǎng)絲：直徑120微米鋁
氣體：50%氦和50%C2H6的混合

1.5T超導(dǎo)磁鐵

桶部KL和m子探測(cè)器（KLM）
KLM用于探測(cè)通過(guò)內(nèi)探測(cè)器的高動(dòng)量(>600MeV/c)的K介子和μ子

端蓋KLM

KLM由一個(gè)桶部和2個(gè)端蓋組成，為14層鐵和5層尋跡裝置夾心結(jié)構(gòu)

讀出電子學(xué)

事例生成器和在線集群

BELLE控制室

BELLE 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

參加BELLE實(shí)驗(yàn)組的有來(lái)自11個(gè)國(guó)家和地區(qū)49個(gè)研究機(jī)構(gòu)的300名物理學(xué)家。最近，BELLE實(shí)驗(yàn)組宣布發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的不尋常的亞原子粒子。研究人員把其稱為X (3872)，它與一個(gè)氦原子重量大約相同，只存在10-21 秒，然后衰變成其他壽命較長(zhǎng)我們更為熟悉的粒子。這一發(fā)現(xiàn)引起高能物理界的高度重視。到目前為止，BELLE組已發(fā)表論文109篇。
12 GeV KEK-PS實(shí)驗(yàn)　

1995年以來(lái)，KEK和來(lái)自國(guó)外的一些物理學(xué)家利用KEK的質(zhì)子同步加速器做了大量實(shí)驗(yàn)，一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果已經(jīng)發(fā)表，一些實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)正在分析中，少量實(shí)驗(yàn)正取數(shù)據(jù)，個(gè)別實(shí)驗(yàn)正在準(zhǔn)備中。所有實(shí)驗(yàn)涉及以下幾個(gè)方面：K稀有衰變，強(qiáng)子物理，奇異核物理、中微子振蕩和原子物理。具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，請(qǐng)見(jiàn)以下PS實(shí)驗(yàn)一覽表。 

長(zhǎng)基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)（K2K）

中微子質(zhì)量是目前了解基本粒子物理最大的奧妙之一。為驗(yàn)證或否定中微子質(zhì)量的可能性，利用KEK12 GeV質(zhì)子同步加速器和距其250公里之外由東京大學(xué)宇宙線研究所運(yùn)行的探測(cè)器進(jìn)行了長(zhǎng)基線中微子實(shí)驗(yàn)（K2K）。在KEK產(chǎn)生中微子束流，利用附近一套探測(cè)器精確地進(jìn)行束流通量和錯(cuò)誤種類中微子污染的測(cè)量。然后通過(guò)將超級(jí)神岡的測(cè)量結(jié)果和前置探測(cè)器的測(cè)量結(jié)果加以比較，尋找因中微子振蕩引起的任何可能的效應(yīng)。

　
圖中有K2K實(shí)驗(yàn)的一些重要方面。深黑色的箭頭是250公里的通道，中微子從KEK穿過(guò)該通道到達(dá)超級(jí)神岡。綠色部分是“日本的阿爾卑斯山”，束流從其下部穿過(guò)。右邊中間展開(kāi)部分是模仿KEK實(shí)驗(yàn)室的地面，有束流靶區(qū)和前置探測(cè)器大廳。
12 GeV質(zhì)子同步加速器的強(qiáng)質(zhì)子束流在鋁靶處產(chǎn)生無(wú)數(shù)p介子。這些p介子聚焦，在200米的衰變道中衰變成m子和中微子。從轉(zhuǎn)儲(chǔ)屏蔽產(chǎn)生的中微子在1毫秒內(nèi)通過(guò)前置探測(cè)器到達(dá)超級(jí)神岡。

KEK有一臺(tái)千噸契侖可夫探測(cè)器（日本宇宙線研究所維護(hù)）和一臺(tái)細(xì)粒度閃爍光纖探測(cè)器，用來(lái)測(cè)量中微子通量和束流成分。細(xì)粒度探測(cè)器后面有一個(gè)鉛玻璃矩陣，用來(lái)測(cè)量束流成分，還有m子和絲室探測(cè)器，用來(lái)進(jìn)行精確測(cè)量m子譜。這一整套探測(cè)器位于地下一個(gè)孔中，這樣束流中心可正確地瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處的探測(cè)器。因?yàn)榈厍蚯实脑?，從靶到超?jí)神岡的直線朝下指向1.5度進(jìn)入地下。
K2K實(shí)驗(yàn)利用KEK附近的探測(cè)器測(cè)量中微子束流的通量和能譜，然后測(cè)量遠(yuǎn)處超級(jí)神岡探測(cè)器中任何的差別。通量的赤字或能譜的畸變?yōu)橹形⒆诱袷幍淖C據(jù)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下：
1）在超級(jí)神岡觀測(cè)到56個(gè)事例，而非振蕩假設(shè)的預(yù)期數(shù)為80.1 (+6.2，-5.4)。
2）觀測(cè)到的中微子譜揭示了從中微子振蕩效應(yīng)期待的畸變類型。
根據(jù)以上結(jié)果，得出以下結(jié)論：
1）如果沒(méi)有振蕩，只觀測(cè)到56個(gè)事例和因統(tǒng)計(jì)的波動(dòng)所觀測(cè)到的能譜畸變的概率小于1%。
2）K2K的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與人們期待的超級(jí)神岡以前發(fā)表的大氣中微子振蕩結(jié)果一致?，F(xiàn)在開(kāi)始有足夠的數(shù)據(jù)利用振蕩效應(yīng)來(lái)觀測(cè)能譜的畸變。
由于2001年11月2 日超級(jí)神岡事故破壞了一半多的探測(cè)器光倍增管，所以2002年K2K的束流時(shí)間推遲到2003年。超級(jí)神岡探測(cè)器重建和填充50，500噸水后，2001年年底實(shí)驗(yàn)開(kāi)始重新取數(shù)據(jù)。雖然只安裝了一半的光倍增管，因K2K中微子束流的高能量原因，K2K數(shù)據(jù)受到的影響很小。
1987年，神岡首次發(fā)現(xiàn)來(lái)自超新星的中微子。從此，日本科學(xué)家們決定在日本開(kāi)展中微子研究。發(fā)現(xiàn)超新星的中微子15年后，現(xiàn)在中微子研究探索粒子物理和天體物理中的基本問(wèn)題。在這些領(lǐng)域里，仍有許多未解決的問(wèn)題，日本科學(xué)家將繼續(xù)面對(duì)這些挑戰(zhàn)。

（高能所科研處制作 侯儒成編譯)