SUPER B (Super B-factory)

 

Nome: Super B-factory

Che cos’è: collisore elettrone-positrone (circonferenza 1,2 km) e rivelatore di mesoni B e D, leptoni tau

Dove: Consorzio Cabibbolab - Campus Università di Tor Vergata

Quando: l’inizio dei lavori di realizzazione dell’acceleratore è previsto nei primi mesi del 2013

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L’esperimento

Lo schema di SuperB è simile a quello di altri acceleratori per la ricerca, detti collisori poiché fanno continuamente scontrare particelle elementari per studiarne le proprietà. La peculiarità di SuperB è nell’intensità alla quale elettroni e positroni si scontreranno, di cento volte superiore rispetto a quelle mai raggiunte finora nel mondo. Questo consentirà di studiare fenomeni rarissimi, non previsti dal Modello Standard, la teoria che oggi descrive le particelle e i fenomeni subnucleari, per osservare effetti della cosiddetta “nuova fisica”.

 

Come è fatto

Il primo elemento dell’acceleratore SuperB è il Linac, un iniettore lineare dove sono prodotti cinquanta miliardi di particelle elementari in un secondo: elettroni e le loro antiparticelle, i positroni.

Il Linac inietta costantemente pacchetti di elettroni e positroni in un piccolo anello, detto accumulatore, dove vengono immagazzinati per alcuni milioni di giri, quindi estratti e iniettati in direzioni opposte nei due anelli principali di SuperB. Qui sono accumulati duemila pacchetti di cinquanta miliardi di positroni ed elettroni, che s’incrociano in un unico punto.  In questo punto è installato il rivelatore SuperB che acquisisce ed analizza le tracce delle nuove particelle e i fenomeni rari prodotti nella collisione.

 

 

Obiettivi scientifici

SuperB è una fabbrica di leptoni tau e di mesoni B e D, particelle complesse che al loro interno contengono quark di tipo "bottom" e "charm". I leptoni tau e i quark bottom e charm sono alcuni tra i mattoni fondamentali del Modello Standard. Il loro studio consentirà di ottenere nuovi e fondamentali indizi su effetti di nuova fisica, oltre il Modello Standard, per fare luce sulle questioni fondamentali della fisica moderna, dall’origine dell'Universo e la sua evoluzione, l'origine della massa, la natura della materia oscura, fino alla scomparsa dell’antimateria.

 

Tecnologia

SuperB si avvale di una tecnologia innovativa sviluppata nel 2009 ai Laboratori Nazionali di Frascati e testata sull’acceleratore Dafne. Grazie alla tecnica del “Crab Waist”, elettroni e positroni sono “strizzati” nel punto in cui collidono fino a dimensioni mai raggiunte prima (36 milionesimi di millimetro). Questa tecnica rende SuperB l’acceleratore con la capacità di produrre eventi da studiare (luminosità) più potente del mondo, aprendo inesplorate frontiere per la conoscenza del mondo subatomico.

Il progetto SuperB prevede inoltre la realizzazione di un competitivo FEL (Free Electron Laser), la cui luce avrà caratteristiche tali da permettere studi di biochimica, biofisica, nanotecnologie, struttura e caratteristiche dei materiali. Il Fel di SuperB lavorerà in sinergia con gli obiettivi di fisica fondamentale di SuperB, senza comprometterne in alcun modo le prestazioni.

 

Collaborazione

L’acceleratore SuperB sarà realizzato nel campus dell'Università di Roma "Tor Vergata" come parte del neocostituito “Laboratorio Nicola Cabibbo”, un consorzio tra l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e l'Università degli studi di Roma Tor Vergata. La collaborazione internazionale, costituita per la realizzazione del rivelatore SuperB, vede la partecipazione di nove paesi: Canada, Francia, Israele, Italia, Norvegia, Polonia, Russia, Regno Unito, Stati Uniti.