Pajta (egység) - Barn (unit)

Istálló
Egységrendszer részecskefizika
Egysége terület
Szimbólum b
Valami után elnevezve egy pajta széles oldala
Konverziók
1 b -ban ... ... egyenlő ...
   SI alapegységek    10 -28  m 2
   nem szabványos    100  fm 2
   természetes egységek    2,568 19 × 10 −3  MeV −2

A pajta (szimbólum: b ) egy metrikus egysége a terület egyenlő a10 −28  m 2 (100  fm 2 ). Eredetileg használt magfizikai kifejezésére keresztmetszeti területe atommagok és nukleáris reakciók , ma is használják minden területén a nagyenergiájú fizika , hogy kifejezze a keresztmetszet minden szórási folyamat , és a legjobban megérteni az intézkedés a valószínűsége a kis részecskék közötti kölcsönhatás. Az istálló megközelítőleg egy uránmag keresztmetszeti területe . A pajta egyben a nukleáris kvadrupol rezonancia és a nukleáris mágneses rezonancia területe, amelyet az atommag és az elektromos mező gradiensének kölcsönhatásának számszerűsítésére használnak . Míg az istálló soha nem volt SI egység, az SI szabványügyi testület elismerte a 8. SI brosúrában (2019 -ben hatályon kívül helyezte) a részecskefizikában való használata miatt .

Etimológia

A második világháború idején az atombombával kapcsolatos Manhattan Project- kutatás során a Purdue Egyetem amerikai fizikusainak szüksége volt egy titkos egységre, amely leírja a tipikus mag ( 10–28  m 2 ) által bemutatott hozzávetőleges keresztmetszeti területet, és úgy döntött, hogy „ pajta ”. Ezt nagy célpontnak tartották a részecskegyorsítók számára, amelyeknek közvetlen ütéseket kellett végrehajtaniuk az atommagokon, és az amerikai kifejezés " nem tudta elérni az istálló széles oldalát " olyan valakire utal, akinek a célja nagyon rossz. Kezdetben abban reménykedtek, hogy a név elhomályosít minden utalást a nukleáris szerkezet tanulmányozására; végül a szó standard egységgé vált a nukleáris és részecskefizikában.

Gyakran használt előtagú verziók

Többszörös és résztöbbszörös
Mértékegység Szimbólum m 2 cm 2
megabarn Mb 10 −22 10 −18
kilobarn kb 10 −25 10 −21
istálló b 10 −28 10 −24
millibarn mb 10 −31 10 −27
mikrocsűr μb 10 −34 10 −30
nanobarn nb 10 −37 10 −33
picobarn pb 10 −40 10 −36
femtobarn fb 10 −43 10 −39
attobarn ab 10 −46 10 −42
zeptobarn zb 10 −49 10 −45
yoctobarn yb 10 -52 10 −48

Egyéb kapcsolódó egységek a budi (1 μb, vagy 10 -34  m 2 ), valamint a pajta (10 -24  b (1 Yb), vagy a 10 -52  m 2 ), bár ezeket ritkán használják a gyakorlatban.

Konverziók

A kiszámított keresztmetszeteket gyakran gigaelektronfeszültségben ( GeV ) adják meg , az átalakítás révén ħ 2 c 2 / GeV 2 =0,3894 mb =38 940  am 2 .

A természetes egységekben (ahol ħ = c = 1), ez egyszerűsíti a GeV -2 =0,3894 mb =38 940  am 2 .

istálló GeV −2
1 mb 2.568 19  GeV −2
1 oldal 2.568 19 × 10 −9  GeV −2
0,389379 mb 1 GeV −2
0,389379 pb 1 × 10 −9  GeV −2

SI egységek előtaggal

Az SI -ben olyan egységeket használhat, mint a négyzet alakú femtométerek (fm 2 ).

Átszámítás SI egységekből
13:00 2 = 10 kb
1 fm 2 = 10 mb
1 óra 2 = 10 nb
1 zm 2 = 10 fb
1 ym 2 = 10 zb

Fordított femtobarn

Az inverz femtobarn (fb -1 ) az az egység tipikusan mérésére használt száma részecske ütközés események per femtobarn a megcélzott keresztmetszetű , és a szokásos egység az idő-integrált fényesség . Így ha egy érzékelő felhalmozódott100 fb −1 integrált fényességgel, az ember arra számít, hogy 100 eseményt talál egy femtobarn keresztmetszeten belül ezeken az adatokon belül.

Tekintsünk egy részecskegyorsítót, ahol két részecskeáram, femtobarnákban mért keresztmetszeti felületekkel ütközik egy bizonyos idő alatt. Az ütközések teljes száma közvetlenül arányos lesz az ütközések ez idő alatt mért fényességével. Ezért az ütközések számát úgy lehet kiszámítani, hogy megszorozzuk az integrált fényerőt az ütközési folyamatok keresztmetszetének összegével. Ezt a számot ezután fordított femtobarnokként fejezik ki az adott időszakra vonatkozóan (pl. 100 fb -1 kilenc hónap alatt). Az inverz femtobarnokat gyakran idézik a részecskeütközők termelékenységének jelzéseként .

Fermilab előállítva10 fb −1 a 21. század első évtizedében. Fermilab Tevatronjának elérése körülbelül 4 évet vett igénybe1 fb -1 2005, míg a két CERN „s LHC kísérletek, ATLAS és CMS , elérte a több mint5 fb −1 proton – proton adat csak 2011 -ben. 2012 áprilisában az LHC elérte az ütközési energiát8 TeV , fényerőssége 6760 inverz mikrobarn másodpercenként; 2012 májusáig az LHC hetente 1 fordított femtobarn adatot szállított minden egyes érzékelő együttműködésre. 2012 -ben több mint 23 fb -1 rekordot értek el. 2016 novemberében az LHC elérte40 fb −1 abban az évben, jelentősen meghaladva a kitűzött célt25 fb −1 . Összességében az LHC második futtatása kb150 fb -1 az ATLAS és a CMS számára 2015–2018.

Használati példa

Egyszerűsített példaként, ha egy sugárvonal 8 órán keresztül (28 800 másodperc) fut pillanatnyi fényerővel300 × 10 30  cm −2 ⋅s −1  =300 μb −1 ⋅s −1 , akkor adatokat fog gyűjteni, összesen összesen8 640 000  μb −1  =8,64 pb −1  =0,008 64  fb −1 ebben az időszakban. Ha ezt megszorozzuk a keresztmetszettel, akkor dimenzió nélküli számot kapunk, amely egyszerűen a várható szórási események száma lesz.

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek