Barn

Barn

Physikalische Einheit
Einheitenname Barn

Einheitenzeichen $ \mathrm {b} $
Physikalische Größe(n) Wirkungsquerschnitt
Formelzeichen $ \sigma $
Dimension $ {\mathsf {L^{2}}} $
In SI-Einheiten $ \mathrm {1\;b=10^{-28}\;m^{2}} $
Benannt nach englisch Barn, „Scheune“
Abgeleitet von Quadratmeter

Das Barn b (engl. für ‚Scheune‘) ist eine Maßeinheit der Fläche, die zur Angabe von Wirkungsquerschnitten in der Atom-, Kern- und Teilchenphysik verwendet wird.

Das Barn ist keine SI-Einheit.[1] Es ist in den Staaten der EU[2] und in der Schweiz[3] eine gesetzliche Einheit für die Angabe von Wirkungsquerschnitten, also keine allgemeingültige Flächenmaßeinheit.

Ein Barn liegt in der Größenordnung des geometrischen Querschnitts schwerer Atomkerne wie etwa Uran. Die Definition ist:

1 b = 10−24 cm2 = 10−28 m2 = 100 fm2.

Übliche dezimale Teile

Kleine Wirkungsquerschnitte werden in Millibarn (mb), Mikrobarn (µb), Nanobarn (nb) oder Pikobarn (pb) angegeben. Beispielsweise ist

1 pb = 10−12 b = 10−40 m2.

Shed

Die Einheit Shed[4] (engl. für ‚Schuppen‘) war zur Beschreibung sehr kleiner Wirkungsquerschnitte, vor allem von Neutrino-Reaktionen, gedacht, konnte sich aber nie richtig durchsetzen. Es gilt

1 shed = 10−24 b = 10−52 m2.

Inverse Barn

Bei Experimenten mit kollidierenden Teilchenstrahlen verwendet man als Maß für die über die Zeit aufsummierte (integrierte) Luminosität $ {\textstyle \int L\,\mathrm {d} t} $ oft den Kehrwert der Einheit, insbesondere inverse Pikobarn und inverse Femtobarn:

$ \mathrm {1\;pb^{-1}=10^{36}\;cm^{-2}} \, $,
$ \mathrm {1\;fb^{-1}=10^{39}\;cm^{-2}} \, $.

Wortherkunft

Die Bezeichnung barn für die bereits übliche Wirkungsquerschnitt-Einheit 10−24 cm2 wurde im Dezember 1942 von zwei Wissenschaftlern der Purdue University eingeführt, die an der US-amerikanischen Kernwaffenentwicklung (Manhattan-Projekt) mitwirkten. Dabei spielte es eine Rolle, dass ein Wirkungsquerschnitt dieser Größe für Kernreaktionen Lua-Fehler in Modul:Text, Zeile 56: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) (deutsch: „groß wie ein Scheunentor“) erschien.[5]

Einzelnachweise

  1. Das Internationale Einheitensystem (SI). Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d‘unités/The International System of Units (8e edition, 2006)“. In: PTB-Mitteilungen. Band 117, Nr. 2, 2007, S. 156 (hs-heilbronn.de [PDF; 1,4 MB]). Online-Version (PDF; 1,4 MB) (Memento vom 4. März 2016 im Internet Archive)
  2. Richtlinie 80/181/EWG (PDF)
  3. Einheitenverordnung
  4. Nuclear Glossary
  5. M. G. Holloway, C. P. Baker: How the barn was born. In: Physics Today, Juli 1972

Vorlage:Navigationsleiste Gesetzliche Nicht-SI-Einheiten

News mit dem Thema Barn