Pasaulyje nauji greitintuvai paleidžiami nedažnai – ir tai pirmas toks įvykis nuo 2008 metų, kai Prancūzijos ir Šveicarijos pasienyje pradėjo veikti Didysis hadronų greitintuvas (LHC).
Naujasis projektas kainavo 275 mln. dolerių, ir tai yra ne statybos nuo nulio kaina, o kapitalinio remonto ir radikalaus pertvarkymo kaštai. Jei LHC paveldėjo 27 kilometrų ilgio tunelį, išraustą dar 1988 metais kitam eksperimentui, tai SuperKEKB paveldėjo visą senojo KEKB įrengimų infrastruktūrą, jau atnešusią Japonijai 2008 metų Nobelio premiją fizikos srityje.
Tarp LHC ir SuperKEKB atliekamų eksperimentų bendra tik tai, kad abiem atvejais sutrenkiamos beveik šviesos greičiu lekiančios dalelės, tikintis išvysti „naują fiziką“, netelpančią į senųjų teorijų rėmus.
Vėliau prasideda skirtumai. LHC sutrenkiamos protonų poros – tai gan įprastos stabilios dalelės, kurių daliai tenka pusė mūsų svorio, ir jie taip pat yra vandenilio, labiausiai paplitusio elemento visatoje, atomo branduoliai.
SuperKEKB darbui reikia antimaterijos. Kolaiderio tunelyje į įprastų elektronų srautą kaktomuša paleidžiamas toks pat antielektronų – pozitronų – srautas. Pozitronai – elektronų antidvyniai, dalelės antimaterijos, kurios mūsų visatoje mažai. Pozitronai, savaime suprantama, generuojami dirbtinai, įgreitintais elektronais bombarduodami volframo monokristalus.
Susitikus medžiagai ir antimedžiagai, jos anihiliuoja. SuperKEKB turėtų pasiekti pasaulinį anihiliacijų rekordą: kiekvieną sekundę kiekviename kvadratiniame pluošto centimetre jų vyks 800 milijonų milijardų milijardų milijardai. Anihiliuodamos dalelės išnyksta, ir jeigu jų energija būna nedidelė, tai visa ji virsta šviesos žybsniu. Tačiau kadangi SuperKEKB elektronai ir pozitronai įgreitinti beveik iki šviesos greičio, gimsta naujų dalelių poros.
Kiekvienos anihiliacijos energija yra tūkstantį kartų mažesnė už LHC sudaužiamų dalelių energiją – tai reiškia, kad naujiems egzotiškiems objektams lyg ir nėra iš kur rastis. Tad kyla klausimas, kokiems galams leisti šimtus milijonų dolerių?
Dmitrijus Gorbunovas, RMA Branduolinių tyrimų instituto teorinės fizikos skyriaus vyr. mokslinis bendradarbis, paaiškino, kad maža susidūrimų energija SuperKEKB – ne minusas, o privalumas. LHC iš vieno susidūrimo susidaro šimtai skeveldrų, ir atsekti kiekvienos iš jų baigtį neįmanoma, o dalelėms anihiliuojant, randasi dvi, ir pakanka išvysti vieną, kad būtų galima tiksliai nusakyti kitos lemtį.
Energija buvo specialiai parinkta taip, kad pagrindinis anihiliacijos produktas būtų B-mezonai, ypatinga sunkiųjų dalelių rūšis. Kartais tokio tipo kolaideriai vadinami B-fabrikais, arba angliškai „grožio fabrikais“ (beauty factory). Tai yra pavadinimas, sukurtas žaviojo kvarko garbei, kuris sudaro B-mezoną.
„Žaviojo kvarko“ (kitaip nei Higso bozono 2012 metais) niekas specialiai nemedžioja – jis seniai atrastas ir aprašytas. Mokslininkus domina keistas šios dalelės elgesys, nurodantis, kad greta jos dedasi kažkas keisto, neregimo kitomis priemonėmis.
SuperKEKB turėtų būti 40 kartų našesnis ir su nauja duomenų apdorojimo technika turėtų nulemti kokybinį proveržį. „Naujos dalelės gali prisidėti, sukeldamos kvantines pataisas įprastų mums kvarkų fizikoje, – sako Gorbunovas, turėdamas omenyje B-mezono sudėtyje esantį „žavųjį kvarką”. – Jei kas nors bus rasta, tai bus netiesioginis naujos fizikos nurodymas“.
Įtariama, kad supersimetrijos teorija ir kai kurios kitos „naujos fizikos“ teorijos aprašo daleles, kurios pernelyg sunkios, kad jas būtų galima gauti tiesiogiai – ne tik Didžiuoju hadronų greitintuvu, bet ir apskritai greitintuvuose, kurie tilptų mūsų planetoje.
Fiziką riboja prietaisų galingumas, ir netiesioginiai metodai kaip tik ir geri tuo, kad joms tokio apribojimo nėra: „Jeigu DHG galima ieškoti trijų keturių teraelektronvoltų masės dalelių, tai SuperKEKB netiesioginiu būdu – šimto, tūkstančio teraelektronvoltų masės dalelių poveikio“.
