Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сарай
Система единицфизика частиц
Единицаобласть
Символб
Названный в честьширокая сторона сарая
Конверсии
1 б в ...... равно ...
   Базовые единицы СИ   10 −28  м 2
   нестандартный   100  фм 2
   натуральные единицы   2,568 19 × 10 −3  МэВ −2

Амбаре (символ: б ) является метрической единицы из области , равная10 -28  м 2 (100  фм 2 ). Первоначально используемый в ядерной физике для выражения поперечного сечения площади ядер и ядерных реакций , сегодня он также используется во всех областях физики высоких энергий , чтобы выразить сечения любого процесса рассеяния , и лучше всего понимаются как мера вероятности взаимодействия мелких частиц. Сарай - это примерно площадь поперечного сечения ядра урана . Сарай также является единицей площади, используемой в ядерном квадрупольном резонансе и ядерном магнитном резонансе.для количественной оценки взаимодействия ядра с градиентом электрического поля . В то время как сарай никогда не был СИ единицы, орган по стандартизации SI признал его в 8 - SI Брошюра (заменено в 2019 году) из - за его использование в физике элементарных частиц . [1]

Этимология [ править ]

Во время исследования атомной бомбы в рамках Манхэттенского проекта во время Второй мировой войны американским физикам из Университета Пердью понадобился секретный блок для описания приблизительной площади поперечного сечения, представленной типичным ядром (10 -28  м 2 ), и они остановились на « амбаре ». Они считали это большой мишенью для ускорителей элементарных частиц, которые должны были наносить прямые удары по ядрам, а американская идиома «не может поразить широкую сторону сарая» относится к кому-то, чья цель очень плохая. [2] Первоначально они надеялись, что это название скроет любую ссылку на изучение ядерной структуры; со временем это слово стало стандартной единицей в ядерной физике и физике элементарных частиц.[3] [4]

Обычно используемые версии с префиксом [ править ]

Кратные и подмножественные [5] [6]
Ед. измСимволм 2см 2
мегабарнаМБ10 −2210 −18
килобарнаkb10 −2510 −21
сарайб10 −2810 −24
миллибарнмб10 −3110 −27
микробармкб10 −3410 −30
наноразмерный сарайnb10 −3710 −33
пикобарнаpb10 −4010 −36
фемтобарfb10 −4310 −39
Аттобарнab10 −4610 −42
зептобарzb10 −4910 −45
йоктобарнаyb10 −5210 −48

Другие родственные единицы сортира (1 мкб, или 10 -34  м 2 ) и навес (10 -24  B (1 Yb), или 10 -52  м 2 ), хотя они редко используются на практике. [7]

Конверсии [ править ]

Расчетные сечения часто выражаются в гигаэлектронвольтах ( ГэВ ) через преобразование ħ 2 c 2 / ГэВ 2 =0.3894 мб =38 940  утра 2 .

В натуральных единицах (где ħ = c = 1) это упрощается до ГэВ −2 =0.3894 мб =38 940  утра 2 .

сарайГэВ −2
1 мб2,568 19  ГэВ −2
1 пб2,568 19 × 10 −9  ГэВ −2
0.389379 мб1 ГэВ −2
0,389379 пб1 × 10 −9  ГэВ −2

Единицы СИ с префиксом [ править ]

В системе СИ можно использовать такие единицы измерения, как квадратные фемтометры (фм 2 ).

Преобразование из единиц СИ
13:00 2 = 10 кб
1 фм 2 = 10 мб
1 час ночи 2 = 10 нб
1 мкм 2 = 10 фб
1 мкм 2 = 10 зб

Обратный фемтобарн [ править ]

Обратный фемтобарн (fb -1 ) - это единица, обычно используемая для измерения количества событий столкновения частиц на фемтобарн целевого поперечного сечения , и традиционная единица для интегрированной по времени светимости . Таким образом, если детектор накопил100 фб -1 интегральной светимости, можно ожидать найти 100 событий на фемтобарн поперечного сечения в этих данных.

Рассмотрим ускоритель частиц, в котором два потока частиц с площадью поперечного сечения, измеренной в фемтобаранах, направляются для столкновения в течение определенного периода времени. Общее количество столкновений будет прямо пропорционально яркости столкновений, измеренной за это время. Следовательно, количество столкновений может быть вычислено путем умножения интегральной светимости на сумму поперечных сечений для этих процессов столкновения. Затем это количество выражается в виде обратных фемтобарнов за период времени (например, 100 фб -1 за девять месяцев). Обратные фемтобарны часто упоминаются как показатель производительности коллайдера частиц . [8] [9]

Фермилаб произведено10 фб −1 в первом десятилетии 21 века. [10] Тэватрону Фермилаба потребовалось около 4 лет, чтобы достичь1 фб -1 в 2005 г., в то время как два эксперимента ЦЕРНа на LHC , ATLAS и CMS , достигли более5 фбн -1 протон-протонных данных только за 2011 г. [11] [12] [13] [14] [15] [16] В апреле 2012 года LHC достиг энергии столкновения8 ТэВ с пиком светимости 6760 обратных микробарн в секунду; к маю 2012 года LHC доставлял 1 обратный фемтобар данных в неделю каждому коллаборационному детектору. В течение 2012 г. был достигнут рекорд более 23 фб -1 . [17] По состоянию на ноябрь 2016 г., LHC достиг40 фб -1 за этот год, что значительно превышает заявленную цель25 фб −1 . [18] В целом, второй запуск LHC дал около150 фб -1 как для ATLAS, так и для CMS в 2015–2018 гг. [19]

Пример использования [ править ]

В качестве упрощенного примера, если луч работает в течение 8 часов (28 800 секунд) при мгновенной яркости300 × 10 30  см −2 s −1  =300 μb −1 s −1 , тогда он соберет данные, суммарная светимость которых составит8 640 000  мкбн −1  =8,64 пб −1  =0,008 64  фб -1 за этот период. Если это умножить на поперечное сечение, то получится безразмерное число, которое будет просто числом ожидаемых событий рассеяния.

См. Также [ править ]

  • « Встряхните » единицу времени, созданную теми же людьми в то же время, что и «Сарай».
  • Порядки величины (площадь)
  • Список необычных единиц измерения

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Единицы, не относящиеся к СИ, принятые для использования с СИ, и единицы, основанные на фундаментальных константах» . Брошюра СИ (8-е издание) . BIPM . Май 2006 . Проверено 13 марта 2009 .
  2. ^ «Большое Яблоко:« Не могу ударить по широкой стороне сарая »(бейсбольная поговорка)» . 11 августа 2014 г.
  3. ^ Майк Перрикоун (февраль 2006). «Сигнал к фону» . Журнал Симметрия . 3 (1): 4. Архивировано из оригинала 16 февраля 2009 года . Проверено 13 марта 2009 .
  4. ^ Дорин Вакерот, Лейла Белкора (ред.). «Поперечное сечение» (PDF) . Физика высоких энергий стала безболезненной . Отдел научного образования Фермилаб . Проверено 13 марта 2009 . CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  5. ↑ Расс Роулетт (1 сентября 2004 г.). «Единицы: S» . Сколько? Словарь единиц измерения . Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл . Проверено 14 декабря 2009 .
  6. ^ Грин, Джонатон (декабрь 1987). Словарь жаргона . Рутледж Кеган и Пол. п. 487. ISBN. 0-7100-9919-3. Проверено 14 декабря 2009 .
  7. ^ «Ядерный глоссарий» . Ядерный глоссарий. 2004-05-27 . Проверено 8 апреля 2011 .
  8. ↑ Кейт Метрополис (21 июля 2004 г.). «Понимание светимости через« сарай », единицу, которая помогает физикам подсчитывать события, связанные с частицами» . Стэнфордская служба новостей . Проверено 13 марта 2009 .
  9. ↑ Мейсон Инман, Эмили Болл (16 апреля 2004 г.). «Светлая жизнь ПЭП-II» . SLAC . Архивировано из оригинала на 2 июня 2009 года . Проверено 13 марта 2009 .
  10. ^ "10 инверсных фемтобарнов: время праздника в Фермилабе!" . Science20.com. 12 декабря 2010 . Проверено 8 апреля 2011 .
  11. ^ "Что мы будем делать со всеми этими данными?" . Полина Ганьон, Квантовые дневники. 17 октября 2011 г.
  12. ^ "CDF, DZero достигают 5 обратных фемтобарнов светимости" . Фермилаб сегодня. 26 сентября 2008 . Проверено 23 июля 2011 .
  13. ^ «Эксперименты на LHC достигли рекордного уровня данных» . Журнал "Симметрия". 17 июня 2011 . Проверено 23 июля 2011 .
  14. ^ «Благодаря недавней тонкой настройке, LHC уже в этом году предоставил 2 инверсных фемтобарана данных; пиковая светимость теперь превышает 2x10 ^ 33» . ЦЕРН . 5 августа 2011 . Проверено 5 августа 2011 .
  15. ^ "Отчет LHC: 2 обратных фемтобарна!" . Бюллетень ЦЕРН. 2011-08-05 . Проверено 6 августа 2011 .
  16. ↑ «Прогон протонов на LHC в 2011 году завершился успешно» . Пресс-служба ЦЕРН. 2011-10-31 . Проверено 31 октября 2011 .
  17. ^ "Графики светимости LHC" . ЦЕРН. 2012-12-17. Архивировано из оригинала на 2013-02-19.
  18. ^ "LHC поражает цели на 2016 год | ЦЕРН" . home.cern . Проверено 2 ноября 2016 .
  19. ^ "Отчет LHC: Последние дни прогона 2 | ЦЕРН" . home.cern . Проверено 7 декабря 2018 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Цитирование ИЮПАК этого использования слова «сарай»