Barn

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 $\int L\mathrm{d}t$ oft den Kehrwert der Einheit, insbesondere inverse Pikobarn und inverse Femtobarn:

$1{\mathrm{pb}}^{-1}={10}^{36}{\mathrm{cm}}^{-2}$,

$1{\mathrm{fb}}^{-1}={10}^{39}{\mathrm{cm}}^{-2}$.

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

Vorlage:Navigationsleiste Gesetzliche Nicht-SI-Einheiten