靶恩（英语：Barn，符号为b，也可简称为靶）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，现在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。[1]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）。[2]
词源
靶恩来源于二次世界大战对原子弹的研究中，普渡大学的美国物理学家[谁？]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）”，[3]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。[4][5]
常用词头
| 单位 | 符号 | m2 | cm2 |
|---|---|---|---|
| 百万靶 | Mb | 10−22 | 10−18 |
| 千靶 | kb | 10−25 | 10−21 |
| 靶 | b | 10−28 | 10−24 |
| 毫靶 | mb | 10−31 | 10−27 |
| 微靶 | μb | 10−34 | 10−30 |
| 纳靶 | nb | 10−37 | 10−33 |
| 皮靶 | pb | 10−40 | 10−36 |
| 飞靶 | fb | 10−43 | 10−39 |
| 阿靶 | ab | 10−46 | 10−42 |
| 仄靶 | zb | 10−49 | 10−45 |
| 么靶 | yb | 10−52 | 10−48 |
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。[6]
单位转换
使用国际单位制时，单位也可以写作平方飞米（fm²）。
| 1 pm² = 10 kb |
| 1 fm² = 10 mb |
| 1 am² = 10 nb |
| 1 zm² = 10 fb |
| 1 ym² = 10 zb |
逆飞靶
“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。[7][8]
费米实验室在21世纪第一个十年内制造了10 fb−1。[9]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。[10][11][12][13][14][15]
- 用例
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。
参见
参考资料
外部链接
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