靶恩

✍ dations ◷ 2025-09-09 14:19:17 #面积单位,粒子物理学

靶恩(符号为b,也简称为靶)是一种面积单位,原先用于核物理中描述原子核及核反应的截面,今天则用于所有高能物理学领域中描述任何散射过程的截面,并通常能代表细小粒子发生相互作用的几率。一个靶恩的定义为10−28 m2(100 fm2),大约为一个铀原子核的截面面积。靶恩也在核四极共振和核磁共振中用作面积单位,量化核子与电场斜率之间的交互作用。虽然靶恩并不是国际单位制单位,但由于长期使用于粒子物理学而被承认。它是国际单位制所接受的少数单位之一,也是最近期被承认的(节和巴是其他可接受有限使用的非国际单位制单位)。

靶恩(barn)的来源有个有趣的故事。在战时对原子弹的研究中,位于普渡大学的美国物理学家在研究把中子撞击原子核时,需要一个表示原子核大致横截面积(10−28 m2)的单位。美国有句俚语叫做“准头差得打不中粮仓(英语:barn)”,而原子核对于加速器来说算是个挺大的目标,因此曼哈顿计划里的物理学家就采用了“barn”这个单位名。最初他们希望这源自美国俚语的名称能掩饰他们对核子结构的研究,但最后该单位成为了粒子物理学中的标准单位。

除了这些标准前缀之外,还有outhouse(意为“茅房”,1 μb = 10−34 m2)、shed(意为“棚子”,10−24 b (1 yb) = 10−52 m2)两个不常用的单位别名。

计算出的截面通常以22/GeV2表示(约0.3894 mb)。

使用国际单位制时,单位也可以写作平方飞米(fm²)。

“逆飞靶”(fb−1)是用来量度目标截面上每飞靶面积中的粒子撞击事件总数,并且是光度的时间积分的标准单位。

在粒子加速器中,两束粒子在一段时间内互相撞击,离子束的截面面积单位为飞靶。总共的撞击数与这段时间内撞击的光度呈正比。因此,要计算撞击数,能够取光度的时间积分,并乘以这些撞击事件的截面面积之和。此数单位为逆飞靶,并指定时间段(如:九个月内100 fb−1)。逆飞靶常常用来表示粒子撞击器的生产率。

费米实验室在21世纪第一个十年内制造了10 fb−1。费米实验室的兆电子伏特加速器用了4年,在2005年达到了1 fb−1产量;欧洲核子研究中心大型强子对撞机的两项实验,超环面仪器和紧凑缈子线圈,单单在2011年一年内达到了5 fb-1的质子-质子数据。

用一个简单的例子,如一条粒子束线在瞬时光度为300 × 1030 cm−2s−1 = 300 μb−1s−1下运行8个小时(28,800秒),那所采集的数据在这段时间内的总量就会是8,640,000 μb−1 = 8.64 pb−1 = 0.00864 fb−1。

相关

  • 心律失常心脏节律不整(拉丁语:Cardiac Arrhythmia/Cardiac Dysrhythmia; 法语:Rythme cardiaque irrégulier;英语:Irregular Heartbeat,通称:心律不正、心律失常、心律失常、心律不齐),是指心
  • 分裂性人格障碍分裂性人格障碍是一种较为常见的人格障碍,全球约有3%人口会出现这种障碍,但当中只有极少数人会发展成精神分裂等精神病。分裂性人格障碍共有9项常见特征,包括:
  • 食品卫生食物卫生是指一系列与食物的进食、烹调及保存相关的卫生常识。日常因饮食而引起的问题,主要都是因为细菌在食物滋长,从而引致食物中毒。透过下列的方法对食物卫生作安全监管,可
  • 公元前4世纪前400年至前301年的这一段期间被称为前4世纪。
  • 莱茵-鲁尔都会区北莱茵-威斯特法伦莱茵-鲁尔都会区(德语:Metropolregion Rhein-Ruhr)是德国最大的都市区,拥有超过1100万人口,拥有多个中心都市。莱茵鲁尔区面积7110平方公里,位于北莱茵-威斯特法
  • 大洋 (消歧义)大洋可以指:
  • 细胞体细胞体(英语:soma或cell body)是神经元(神经细胞)的结构之一。细胞体的形状近似于球体,直径约为20微米。细胞体由细胞质基质、细胞器与细胞核组成。细胞体也可指神经胶质细胞的类
  • 威尔逊中心伍德罗·威尔逊国际学者中心(英语:Woodrow Wilson International Center for Scholars),又名威尔逊国际学者中心,简称威尔逊中心(英语:Wilson Center),是一个位于美国华盛顿特区的总
  • 黑尾袋鼠黑尾袋鼠(学名:)是袋鼠科黑尾袋鼠属中唯一的一个种。与其它小袋鼠相比它在身体结构和繁殖方式上有所不同,因此自成一属,而没有被列入大袋鼠属。黑尾袋鼠的外形特征是它们长而粗的
  • 卡拉威高尔夫公司卡拉威高尔夫公司(英语:Callaway Golf Company,NYSE:ELY),总部设于美国加利福尼亚州卡尔斯巴德,1982年成立,是一间高尔夫球具生产商,亦是全世界最大的高尔夫球杆生产商。卡拉威赞助过