The Belle detector was designed and constructed to carry out quantitative studies of rare B-meson decay modes with very small branching fractions using an asymmetric e+e− collider operating at the ϒ(4S) resonance, the KEK-B-factory. Such studies require data samples containing ∼107 B-meson decays. The Belle detector is configured around a 1.5T superconducting solenoid and iron structure surrounding the KEK-B beams at the Tsukuba interaction region. B-meson decay vertices are measured by a silicon vertex detector situated just outside of a cylindrical beryllium beam pipe. Charged particle tracking is performed by a wire drift chamber (CDC). Particle identification is provided by dE/dx measurements in CDC, aerogel threshold Cherenkov counter and time-of-flight counter placed radially outside of CDC. Electromagnetic showers are detected in an array of CsI(Tl) crystals located inside the solenoid coil. Muons and KL mesons are identified by arrays of resistive plate counters interspersed in the iron yoke. The detector covers the θ region extending from 17° to 150°. The part of the uncovered small-angle region is instrumented with a pair of BGO crystal arrays placed on the surfaces of the QCS cryostats in the forward and backward directions. Details of the design and development works of the detector subsystems, which include trigger, data acquisition and computer systems, are described. Results of performance of the detector subsystems are also presented.

The Great Pyramid or Khufu's Pyramid was built on the Giza Plateau (Egypt) during the IVth dynasty by the pharaoh Khufu (Cheops), who reigned from 2509 to 2483 BC. Despite being one of the oldest and largest monuments on Earth, there is no consensus about how it was built. To better understand its internal structure, we imaged the pyramid using muons, which are by-products of cosmic rays that are only partially absorbed by stone. The resulting cosmic-ray muon radiography allows us to visualize the known and potentially unknown voids in the pyramid in a non-invasive way. Here we report the discovery of a large void (with a cross section similar to the Grand Gallery and a length of 30 m minimum) above the Grand Gallery, which constitutes the first major inner structure found in the Great Pyramid since the 19th century. This void, named ScanPyramids Big Void, was first observed with nuclear emulsion films installed in the Queen's chamber (University of Nagoya), then confirmed with scintillator hodoscopes set up in the same chamber (KEK) and re-confirmed with gas detectors outside of the pyramid (CEA). This large void has therefore been detected with a high confidence by three different muon detection technologies and three independent analyses. These results constitute a breakthrough for the understanding of Khufu's Pyramid and its internal structure. While there is currently no information about the role of this void, these findings show how modern particle physics can shed new light on the world's archaeological heritage.

Abstract Background In gonochoristic animals, the sex determination pathway induces different morphological and behavioral features that can be observed between sexes, a condition known as sexual dimorphism. While many components of this sex differentiation cascade show high levels of diversity, factors such as the Doublesex-Mab-3-Related Transcription factor (DMRT) are widely conserved across animal taxa. Species of the phylum Tardigrada exhibit remarkable diversity in morphology and behavior between sexes, suggesting a pathway regulating this dimorphism. Despite the wealth of genomic and zoological knowledge accumulated in recent studies, the sexual differences in tardigrades genomes have not been identified. In the present study, we focused on the gonochoristic species Paramacrobiotus metropolitanus and employed omics analyses to unravel the molecular basis of sexual dimorphism. Results Transcriptome analysis between sex-identified specimens revealed numerous differentially expressed genes, of which approximately 2,000 male-biased genes were focused on 29 non-male-specific genomic loci. From these regions, we identified two Macrobiotidae family specific DMRT paralogs, which were significantly upregulated in males and lacked sex specific splicing variants. Furthermore, phylogenetic analysis indicated all tardigrade genomes lack the doublesex ortholog, suggesting doublesex emerged after the divergence of Tardigrada. In contrast to sex-specific expression, no evidence of genomic differences between the sexes was found. We also identified several anhydrobiosis genes that exhibit sex-biased expression, suggesting a possible mechanism for protection of sex-specific tissues against extreme stress. Conclusions This study provides a comprehensive analysis for analyzing the genetic differences between sexes in tardigrades. The existence of male-biased, but not male-specific, genomic loci and identification of the family specific male-biased DMRT subfamily provides the foundation for understanding the sex determination cascade. In addition, sex-biased expression of several tardigrade-specific genes which are involved their stress tolerance suggests a potential role in protecting sex-specific tissue and gametes.

Abstract We present the final results of our search for new Milky Way (MW) satellites using the data from the Hyper Suprime-Cam (HSC) Subaru Strategic Program (SSP) survey over ∼1140 deg2. In addition to three candidates that we have already reported, we have identified two new MW satellite candidates in the constellations of Sextans, at a heliocentric distance of D⊙ ≃ 126 kpc, and Virgo, at D⊙ ≃ 151 kpc, named Sextans II and Virgo III, respectively. Their luminosities (Sext II: MV ≃ −3.9 mag; Vir III: MV ≃ −2.7 mag) and half-light radii (Sext II: rh ≃ 154 pc; Vir III: rh ≃ 44 pc) place them in the region of size–luminosity space of ultra-faint dwarf galaxies (UFDs). Including four previously known satellites, there are a total of nine satellites in the HSC-SSP footprint. This discovery rate of UFDs is much higher than that predicted from the recent models for the expected population of MW satellites in the framework of cold dark matter models, thereby suggesting that we encounter a too many satellites problem. Possible solutions to settle this tension are also discussed.

Background In gonochoristic animals, the sex determination pathway induces different morphological and behavioral features that can be observed between sexes, a condition known as sexual dimorphism. While many components of this sex differentiation cascade shows high levels of diversity, factors such as the Doublesex-Mab-3-related transcription factor (DMRT) are highly conserved throughout animals. Species of the phylum Tardigrada exhibits remarkable diversity in morphology and behavior between sexes, suggesting a pathway regulating such dimorphism. Despite the wealth of genomic and zoological knowledge accumulated in recent studies, the sexual differences in tardigrades genomes have not been identified. In this study, we focused on the gonochoristic species Paramacrobiotus metropolitanus and employed omics analyses to unravel the molecular basis of sexual dimorphism. Results Transcriptome analysis between sex identified numerous differentially expressed genes, of which approximately 2,000 male-biased genes were focused on 29 non-male-specific genomic loci. From these regions, we identified two Macrobiotidae family specific DMRT paralogs, which were significantly upregulated in males and lacked sex specific splicing variants. Furthermore, phylogenetic analysis indicated all tardigrade genomes lacks the doublesex ortholog, suggesting doublesex emerged after the divergence of Tardigrada. In contrast to sex-specific expression, no evidence of genomic difference between the sexes were found. We also identified several anhydrobiosis genes exhibiting sex-biased expression, possibly suggesting a mechanism for protection of sex specific tissues against extreme stress. Conclusions This study provides a comprehensive analysis for analyzing the genetic differences between sexes in tardigrades. The existence of male-biased, but not male-specific, genomic loci and identification of the family specific male-biased DMRT subfamily would provide the foundation for understanding the sex determination cascade. In addition, sex-biased expression of several tardigrade-specific genes which are involved their stress tolerance suggests a potential role in protecting sex-specific tissue and gametes.

Abstract The chemical abundances of Milky Way’s (MW's) satellites reflect their star formation histories (SFHs), yet, due to the difficulty of determining the ages of old stars, the SFHs of most satellites are poorly measured. Ongoing and upcoming surveys will obtain around 10 times more medium-resolution spectra for stars in satellites than are currently available. To correctly extract SFHs from large samples of chemical abundances, the relationship between chemical abundances and SFHs needs to be clarified. Here, we perform a high-resolution cosmological zoom-in simulation of a MW-like galaxy with detailed models of star formation, supernova (SN) feedback, and metal diffusion. We quantify SFHs, metallicity distribution functions, and the α -element (Mg, Ca, and Si) abundances in satellites of the host galaxy. We find that star formation in most simulated satellites is quenched before infalling to their host. Star formation episodes in simulated satellites are separated by a few hundred Myr owing to SN feedback; each star formation event produces groups of stars with similar [ α /Fe] and [Fe/H]. We then perform a mock observation of the upcoming Subaru Prime Focus Spectrograph (PFS) observations. We find that Subaru PFS will be able to detect distinct groups of stars in [ α /Fe] versus [Fe/H] space, produced by episodic star formation. This result means that episodic SFHs can be estimated from the chemical abundances of ≳1000 stars determined with medium-resolution spectroscopy.

Abstract We analyse the M31 halo and its substructure within a projected radius of 120 kpc using a combination of Subaru/HSC NB515 and CFHT/MegaCam g- & i-bands. We succeed in separating M31’s halo stars from foreground contamination with ∼ 90 % accuracy by using the surface gravity sensitive NB515 filter. Based on the selected M31 halo stars, we discover three new substructures, which associate with the Giant Southern Stream (GSS) based on their photometric metallicity estimates. We also produce the distance and photometric metallicity estimates for the known substructures. While these quantities for the GSS are reproduced in our study, we find that the North-Western stream shows a steeper distance gradient than found in an earlier study, suggesting that it is likely to have formed in an orbit closer to the Milky Way. For two streams in the eastern halo (Stream C and D), we identify distance gradients that had not been resolved. Finally, we investigate the global halo photometric metallicity distribution and surface brightness profile using the NB515-selected halo stars. We find that the surface brightness of the metal-poor and metal-rich halo populations, and the all population can be fitted to a power-law profile with an index of α = −1.65 ± 0.02, −2.82 ± 0.01, and −2.44 ± 0.01, respectively. In contrast to the relative smoothness of the halo profile, its photometric metallicity distribution appears to be spatially non-uniform with nonmonotonic trends with radius, suggesting that the halo population had insufficient time to dynamically homogenize the accreted populations.