SuperKEKB 对撞机上 Belle II 实验中已测量与预测的束流本底

SuperKEKB 正负电子对撞机上的 Belle II 实验旨在收集前所未有的 $50~{\rm ab}^{-1}$ 数据集，以研究 $B$ 介子系统中的 $CP$ 破坏并寻找超越标准模型的新物理。SuperKEKB 已是全球亮度最高的对撞机。为在约十年内收集到计划数据集，目标是通过进一步增大束流电流并将相互作用点的束流尺寸压缩至 $\beta^{*}_{\rm y}=\rm 0.3~mm$（通过把 betatron 函数挤压实现）来达到 $\rm 6 \times 10^{35}~cm^{-2}s^{-1}$ 的峰值亮度。为确保探测器寿命并保持良好重建性能，束流本底必须处于受控状态。我们报告了 Belle II 中当前的本底率，并将其与模拟进行比较。我们发现近期若干改进已显著提升本底模拟精度。最后，我们估算了未来的安全裕度。我们预测，在 $\beta^{*}_{\rm y}=\rm 0.6~mm$ 下，直到亮度至少达到 $\rm 2.8 \times 10^{35}~cm^{-2}s^{-1}$ 之前，本底虽高但可接受。此时，Belle II 中最脆弱的探测器——飞行时间粒子鉴别系统（TOP）和中心漂移室（CDC）——来自单束流与亮度本底的预测击中率之和约为最大可接受率的一半。