Belle II liefert die ersten Ergebnisse: Auf der Suche nach dem Z′ Boson

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Das Belle-II-Experiment sammelt seit etwa einem Jahr Daten aus physikalischen Messungen.

Nach mehrjährigen Umbauarbeiten wurden sowohl der Elektron-Positron-Beschleuniger SuperKEKB als auch der Belle-II-Detektor im Vergleich zu ihren Vorgängern verbessert, um eine 40fach höhere Datenrate zu erreichen.An 12 Instituten in Deutschland sind Wissenschaftler an der Konstruktion und dem Betrieb des Detektors, der Entwicklung von Auswertealgorithmen und der Analyse der Daten beteiligt.

Das Max-Planck-Institut für Physik hat einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung des hochempfindlichen innersten Detektors, des Pixel-Vertex-Detektors, geleistet.Mit Hilfe von Belle II suchen die Wissenschaftler nach Spuren neuer Physik, die das ungleiche Vorkommen von Materie und Antimaterie und der geheimnisvollen dunklen Materie erklären könnten.

Eines der bisher unentdeckten Teilchen, nach denen der Belle-II-Detektor sucht, ist das Z′ Boson – eine Variante des Z-Bosons, das als Austauschteilchen für die schwache Wechselwirkung fungiert.Soweit wir wissen, bestehen etwa 25% des Universums aus dunkler Materie, während die sichtbare Materie knapp 5% des Energiehaushalts ausmacht.

Beide Formen von Materie ziehen sich durch die Schwerkraft an.

Die dunkle Materie bildet somit eine Art Vorlage für die Verteilung der sichtbaren Materie.

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Dies zeigt sich zum Beispiel in der Anordnung der Galaxien im Universum.

Verbindung zwischen dunkler und normaler MaterieDas Boson Z′ könnte eine interessante Rolle bei der Wechselwirkung zwischen dunkler und sichtbarer Materie spielen (d.h.

es könnte eine Art Vermittler zwischen den beiden Formen der Materie sein).

Das Z′ Boson kann – zumindest theoretisch – durch den Zusammenstoß von Elektronen (Materie) und Positronen (Antimaterie) im SuperKEKB entstehen und dann in unsichtbare dunkle Materieteilchen zerfallen.Das Boson Z′ kann somit den Wissenschaftlern helfen, das Verhalten der dunklen Materie zu verstehen.

Darüber hinaus könnte die Entdeckung des Bosons Z′ auch andere Beobachtungen erklären, die nicht mit dem Standardmodell, dem….

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