Są to prace eksperymentalne oparte na współpracy ponad 250 naukowców - fizyków z wielu krajów m.in. Japonii, Chin, Australii, USA. W grupie tej znaleźli się również naukowcy z Krakowa.
Eksperyment ten odbywał się będzie w Japonii, niedaleko uniwersyteckiego miasteczka - Tsukuby. Mieści się tam Laboratorium Fizyki Wysokich Energii, w skrócie KEK.
Po reformie w 1997 roku pełna nazwa tego laboratorium brzmi KEK-IPNS czyli Institute of Particle and Nuclear Studies, High Energy Accelerator Research Organization.
Najogólniej mówiąc eksperyment BELLE na celu unaocznienie różnic między materią i antymaterią.
Do połowy lat sześćdziesiątych uważano, że wszystkie procesy zachodzące w świecie materialnym mają swoje odbicie w świecie antymaterii po zamianie cząstek na antycząstki i odbiciu współrzędnych przestrzennych. Jest to tzw. symetria ładunkowo - przestrzenna CP.
Okazuje się jednak, że istnieją procesy, w których ta symetria nie jest zachowana. Jak na razie zaobserwowano to zjawisko dla rozpadów mezonów K. Eksperyment w KEKu zostanie przeprowadzony właśnie po to, żeby zbadać inne zjawisko łamiące symetrię CP. Jest to rozpad mezonów B. Różnica między mezonem K a mezonem B opiera się na tym, że mezon B posiada kwark b, trzeciej generacji w miejsce dziwnego kwarku s z drugiej generacji.
Prace eksperymentalne polegać będą na porównaniu rozpadów mezonów B, składających się z kwarku d lub kwarku u i antykwarku b z rozpadem antymezonów B, które są zbudowane z antykwarku d lub antykwarku u oraz kwarku b.
W celu obserwacji procesu naruszenia symetrii ładunkowo - przestrzennej konieczna jest bardzo duża ilość par kwark - antykwark.
Mezony powstawać będą w wyniku zderzeń wiązek elektronów i pozytonów. Ich energie będą odpowiednio wynosić 8 i 3.5 GeV. Masa tych mezonów jest równa dwóm masom mezonów B. Rozpadają się one właśnie na pary mezon B - antymezon B.
Dla fizyków uczestniczących w tym eksperymencie ważna będzie nie tylko sama obserwacja procesu łamania symetrii CP, ale również jego badanie ilościowe.
Dlatego też ważna będzie wiedza na temat cząstek, które powstały w wyniku rozpadów, czyli znajomość ich ładunków, pędów i mas. Wyznaczenie tych wielkości będzie możliwe dzięki wykorzystaniu dużej grupy różnorodnych detektorów.
Detektor BELLE będzie układem wielu mniejszych detektorów różnego typu. I tak będzie można wyróżnić:
* detektory krzemowe - dzięki nim będzie możliwe dokładne wyznaczanie wierzchołków rozpadu nietrwałych cząstek, m.in. mezonów B i antymezonów B.
* komory dryfowe - będzie dokonywać pomiarów zakrzywienia torów cząstek obdarzonych ładunkiem, poruszających się w polu magnetycznym. Dzięki temu możliwe będzie wyznaczenie ich pędów i ładunków.
* liczniki Czerenkowa - cząstki przy przejściu przez warstwę aerozolową będą wywoływać emisję tzw. promieniowania Czerenkowa. Natężenie promieniowania jest ściśle uzależnione od prędkości z jaką porusza się cząstka. Możliwy będzie również pomiar pędu cząstki. Obie dane pozwolą na wyznaczenie masy cząstki.
* komory mionowe - są to detektory służące do identyfikacji mionów. Będą zlokalizowane w zewnętrznej części detektora BELLE.
* kalorymetr elektromagnetyczny -służy do pomiaru energii fotonów.
Wyniki Eksperymentu BELLE mają zweryfikować założenia Modelu Standardowego, ewentualnie doprowadzić do jego uzupełnienia.