靶恩

靶恩（英語：Barn，符號為b，也可簡稱為靶）是一種面積單位，原先用於核物理中描述原子核及核反應的截面，現在則用於所有高能物理學領域中描述任何散射過程的截面，並通常能代表細小粒子發生相互作用的機率。

一個靶恩的定義為10⁻²⁸ m²（100 fm²），大約為一個鈾原子核的截面面積。靶恩也在核四極共振和核磁共振中用作面積單位，量化核子與電場斜率之間的交互作用。雖然靶恩並不是國際單位制單位，但由於長期使用於粒子物理學而被承認。它是國際單位制所接受的少數單位之一，也是最近期被承認的（節和巴是其他可接受有限使用的非國際單位制單位）。

詞源

靶恩來源於二次世界大戰對原子彈的研究中，普渡大學的美國物理學家在研究把中子撞擊原子核時，需要一個表示原子核大致橫截面積（10⁻²⁸ m²）的單位。美國有句俚語叫做「準頭差得打不中糧倉（英語：barn）」，而原子核對於加速器來說算是個挺大的目標，因此曼哈頓計劃裡的物理學家就採用了「barn」這個單位名。最初他們希望這源自美國俚語的名稱能掩飾他們對核子結構的研究，但最後該單位成為了粒子物理學中的標準單位。

常用詞頭

靶恩與國際單位制單位的轉換

單位	符號	m2	cm2
百萬靶	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
納靶	nb	10−37	10−33
皮靶	pb	10−40	10−36
飛靶	fb	10−43	10−39
阿靶	ab	10−46	10−42
仄靶	zb	10−49	10−45
麼靶	yb	10−52	10−48

除了這些標準前綴之外，還有outhouse（意為「茅房」，1 μb = 10⁻³⁴ m²）、shed（意為「棚子」，10⁻²⁴ b (1 yb) = 10⁻⁵² m²）兩個不常用的單位別名。

單位轉換

計算出的截面通常以ħ²c²/GeV²表示（約0.3894 mb）。

帶詞頭的國際單位制單位

使用國際單位制時，單位也可以寫作平方飛米（fm²）。

靶恩與平方國際單位制單位的轉換

1 pm² = 10 kb

1 fm² = 10 mb

1 am² = 10 nb

1 zm² = 10 fb

1 ym² = 10 zb

逆飛靶

「逆飛靶」（fb⁻¹）是用來量度目標截面上每飛靶面積中的粒子撞擊事件總數，並且是光度的時間積分的標準單位。

在粒子加速器中，兩束粒子在一段時間內互相撞擊，離子束的截面面積單位為飛靶。總共的撞擊數與這段時間內撞擊的光度呈正比。因此，要計算撞擊數，能夠取光度的時間積分，並乘以這些撞擊事件的截面面積之和。此數單位為逆飛靶，並指定時間段（如：九個月內100 fb⁻¹）。逆飛靶常常用來表示粒子撞擊器的生產率。

費米實驗室在21世紀第一個十年內製造了10 fb⁻¹。費米實驗室的兆電子伏特加速器用了4年，在2005年達到了1 fb⁻¹產量；歐洲核子研究中心大型強子對撞機的兩項實驗，超環面儀器和緊湊緲子線圈，單單在2011年一年內達到了5 fb^-1的質子－質子數據。

用例

用一個簡單的例子，如一條粒子束線在瞬時光度為300 × 10³⁰ cm⁻²s⁻¹ = 300 μb⁻¹s⁻¹下運行8個小時（28,800秒），那所採集的數據在這段時間內的總量就會是8,640,000 μb⁻¹ = 8.64 pb⁻¹ = 0.00864 fb⁻¹。

參見

• 數量級 (面積)

外部連結

• IUPAC citation for this usage of "barn" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• barn