Quelltext der Seite BaBar-Experiment

'''BaBar''' ist der Name für ein Experiment der [[Hochenergiephysik]].

Es ist am [[Stanford Linear Accelerator Center]] in der Nähe der [[Stanford University]] in [[Kalifornien]] aufgebaut. Ein wesentliches Ziel des Experimentes ist es, Erkenntnisse über die Ursache der sogenannten [[CP-Verletzung]] zu finden, die eine wesentliche Voraussetzung für das fast völlige Fehlen von [[Antimaterie]] im Universum ist ([[Baryonenasymmetrie]]). Die beobachtbare CP-Verletzung, eine Verletzung der Symmetrie von [[Elektrische Ladung|Ladung]] und [[Parität (Physik)|Parität]], wird dabei im Zerfall von [[B-Meson]]en untersucht und mit den Vorhersagen des [[Standardmodell]]s der [[Teilchenphysik]] verglichen. Die CP-Verletzung zeigt sich hierbei in unterschiedlichem Verhalten von B- und Anti-B-Mesonen.

Die BaBar-Kollaboration besteht aus mehr als 600 Physikern und Ingenieuren aus 72 Instituten in 12 Ländern. Das Experiment wurde benannt nach „'''B a'''nd '''B'''-b'''ar'''“, also <math>B</math> und <math>\bar B</math>, wobei Letzteres für das Anti-B steht und im Englischen als B-bar bezeichnet wird.

BaBar und der [[Elektron]]-[[Positron]]-[[Speicherring]] PEP-II samt Vorbeschleunigern stellen eine sogenannte [[B-Fabrik]] dar. Die B-Fabrik am SLAC wurde 1993 als Initiative des [[Präsident der Vereinigten Staaten|US-Präsidenten]] [[Bill Clinton]] ins Leben gerufen. Die Datennahme des Babar-Experiments begann im Mai 1999. Nahezu zeitgleich mit dem Konkurrenzexperiment [[Belle-Experiment|Belle]] am [[KEKB]] in Japan ([[KEK (Forschungszentrum)|KEK]]) ist es schon nach kurzer Anlaufzeit im Sommer 2002 gelungen, [[CP-Verletzung]] im System neutraler [[Meson]]en mit einer [[Statistische Signifikanz|Signifikanz]] von mehr als 5σ nachzuweisen.<ref>B. Aubert et al.: ''Measurement of the CP-Violating Asymmetry Amplitude sin2β''. In: Phys. Rev. Lett 89, 201802 (2002) {{arXiv|hep-ex/0207042}}.</ref> Bis heute (Stand August 2016) ist kein Widerspruch zu den Vorhersagen des [[Standardmodell]]s gefunden worden. CP-Verletzung wurde das erste (und vor BaBar einzige) Mal im System neutraler [[Kaon]]en nachgewiesen.

Der '''BaBar-Detektor''' ist ein (fast) 4π-[[Teilchendetektor]] mit typischem Schalenaufbau. Ein Silizium-Vertex-Tracker im Inneren sorgt für eine Vertexauflösung von besser als 60&nbsp;µm. Eine Vieldraht-Driftkammer rekonstruiert Impulse geladener Teilchen.

Eine Besonderheit ist ein abbildender [[Tscherenkow-Strahlung|Tscherenkow]]-Detektor mit neuartigem Design, der sehr wenig Material im aktiven Bereich des Detektors benötigt. [[Pion|Pionen]] und Kaonen können so sehr effizient in allen Impulsbereichen voneinander unterschieden werden.

Weiter außen rekonstruiert ein CsI(Tl)-[[Kalorimeter]] die Energien von neutralen Teilchen.

Umschlossen wird der Detektor von [[Myon]]-Kammern. Eine weitere Besonderheit der [[B-Fabrik]] ist die asymmetrische Energie der beiden [[Elektron]]- (9,0&nbsp;GeV) und [[Positron]]-Strahlen (3,1&nbsp;GeV) die im Inneren des Detektors zur Kollision gebracht werden. Die Folge ist, dass sich das [[Schwerpunktsystem]] relativ zum Detektor bewegt. Hierdurch wird die Rekonstruktion von unterschiedlichen B-Zerfallsvertizes und damit die Bestimmung der Differenz der Zerfallszeiten der paarweise erzeugten B-Mesonen erst möglich, was eine Voraussetzung für die Messung von zeitabhängigen CP-Asymmetrien bei einer B-Fabrik ist.

Die Datennahme verlief erfolgreich und wurde im April 2008 eingestellt. PEP-II konnte eine integrierte [[Luminosität]] von ca. 557&nbsp;fb<sup>−1</sup> liefern, wobei eine maximale instantane Luminosität von 1,2 · 10<sup>34</sup>&nbsp;cm<sup>−2</sup>s<sup>−1</sup> erzielt wurde. Für die B-Physik relevant war die Datennahme auf der [[Υ-Meson|Υ(4S)]]-Resonanz, bei der eine integrierte Luminosität von 424&nbsp;fb<sup>−1</sup> aufgezeichnet wurde.<ref>J.P. Lees et al.: ''Time-Integrated Luminosity Recorded by the BABAR Detector at the PEP-II e+e-Collider'', (2013), {{arXiv|1301.2703}}.</ref> Bislang (Stand 2023) sind die Ergebnisse der Datenanalysen in mehr als 600 Veröffentlichungen in referierten Journalen erschienen<ref>{{Internetquelle |url=https://oraweb.slac.stanford.edu/pls/slacquery/BABAR_DOCUMENTS.DISPATCH?P_TYPE=7&QFCN=INDEX |titel=BaBar Publications |abruf=2023-05-07}}</ref>. Die Analyse der BaBar-Daten wird auch nach Ende der Datennahme fortgesetzt. So gelang 2012 der direkte Nachweis der T-Verletzung.<ref>[http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i21/e211801 J. P. Lees u.&nbsp;a. ''Observation of Time-Reversal Violation in the B0 Meson System'', Phys. Rev. Lett., Band 109, 2012, S. 211801]</ref><ref>{{Webarchiv|url=http://www.pro-physik.de/details/news/3732621/Zeitasymmetrie_erstmals_direkt_nachgewiesen.html |wayback=20121201145318 |text=Dirk Eidemüller ''Zeitasymmetrie erstmals direkt nachgewiesen'', Pro Physik, November 2012 }}</ref>

== Weblinks ==
* [https://www.slac.stanford.edu/BF/ Webseite der BABAR-Kollaboration]
* [http://www-public.slac.stanford.edu/babar Offizielle öffentliche Webseite]
* [http://www-conf.slac.stanford.edu/b-factory-symposium/talks/2_D_Kovar_BF_2008.pdf ''The DOE Perspective on the B-Factory''] (PDF; 230&nbsp;kB), Denis Kovar, Vortrag auf dem [http://www-conf.slac.stanford.edu/b-factory-symposium/ B-Factory Symposium, 27. Oktober 2008, SLAC]
* {{Literatur
   |Autor=Yannis Karyotakis, Gautier Hamel de Monchenault
   |Titel=A violation of CP symmetry in B meson decays
   |Sammelwerk=Europhysics News
   |Band=33
   |Nummer=3
   |Datum=2002
   |Sprache=en
   |Online={{Webarchiv |url=http://www.europhysicsnews.com/full/15/article4/article4.html |wayback=20081009145942 |text=A violation of CP symmetry in B meson decays}}
   |Abruf=2016-06-18}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4617826-0}}

[[Kategorie:Kern- und Teilchenphysikexperiment]]
[[Kategorie:Menlo Park]]
[[Kategorie:Internationales Forschungsprojekt]]