納屋（ユニット）

納屋（記号：b）は、SI単位系以外のメートル法の面積単位で、10 ⁻²⁸  m ² (100 fm ² )。これは、一辺が の正方形の面積に相当します。 10 ⁻¹⁴  m (10 fm ) または直径約 10 −14 m の円 1.128 × 10 ⁻¹⁴  m (11.28  fm)。

元々は原子核物理学において原子核や核反応の断面積を表すために使われていたバーンは、今日では高エネルギー物理学のあらゆる分野で、あらゆる散乱過程の断面積を表すためにも使われており、小さな粒子間の相互作用の確率の尺度として理解するのが最も適切である。バーンはウラン原子核の断面積にほぼ等しい。バーンは、原子核四重極共鳴や核磁気共鳴において、原子核と電場勾配との相互作用を定量化するために使用される面積の単位でもある。バーンはSI単位ではなかったが、SI標準化団体は素粒子物理学での使用を理由に、第8版SIパンフレット（2019年に改訂）でバーンを認めた。^{[ 1 ]}

第二次世界大戦中の原子爆弾に関するマンハッタン計画の研究中、アメリカの物理学者マーシャル・ホロウェイとチャールズ・P・ベイカーは、パデュー大学で粒子加速器を用いて特定の核反応の断面積を測定するプロジェクトに取り組んでいた。数年後の彼らの記録によると、1942年12月にカフェテリアで食事をしながら研究について話し合っていた。彼らは断面積の単位に名前がないことを「嘆き」、自分たちで名前を考案しようと試みた。最初は「この分野に深く関わった偉大な人物」の名前を単位に付けることを試みたが、適切な名前を見つけるのに苦労した。「オッペンハイマー」は長すぎると考え（後から考えると「オッピー」なら許容範囲だったかもしれない）、また「ベーテ」は一般的に使われるギリシャ文字のベータと混同されやすいと考えた。次に、彼らの研究に関わっていた別の科学者ジョン・マンリーにちなんで名付けることを検討したが、「マンリー」は長すぎるし、「ジョン」はトイレと結びつきすぎると考えた。しかし、後者の連想と、科学者の一人の「田舎育ち」という背景が相まって、彼らは「納屋」という言葉を思いついた。この言葉は、その装置が「本当に納屋と同じくらい大きい」という理由でも適切だった。著者らによると、この用語が最初に公表されたのは、1943年6月下旬の（秘密の）ロスアラモス報告書で、その報告書の二人の発案者が共著者だった。^{[ 2 ]}

バーン（b）の単位記号は、ビットのIEEE標準記号でもあり、どちらもSI接頭辞とともによく使用されるため、曖昧さが生じる可能性があります。

計算された断面積は、変換ħ ² c ² / GeV ² =を介して、逆二乗ギガ電子ボルト ( GeV ⁻² )の形で表すことができます。0.3894  mb =午前38時940分^2秒 。

自然単位系（ħ = c = 1）では、これはGeV ⁻² =に簡略化されます。0.3894  mb =午前38時940分^2秒 。

逆フェムトバーン（fb⁻¹ ^）は、標的断面積1フェムトバーンあたりの粒子衝突イベント数を測定するために一般的に使用される単位であり、時間積分ルミノシティの慣習的な単位です。したがって、検出器が蓄積した場合、100  fb ⁻¹の積分ルミノシティの場合、これらのデータ内で断面積 1 フェムトバーンあたり 100 個のイベントが見つかると予想されます。

フェムトバーン単位で測定される断面積を持つ2つの粒子流が一定期間にわたって衝突するように導かれる粒子加速器を考えます。衝突の総数は、この期間に測定された衝突のルミノシティに直接比例します。したがって、衝突数は、積分ルミノシティにこれらの衝突プロセスの断面積の合計を乗じることによって計算できます。この数は、その期間の逆フェムトバーンとして表されます（たとえば、9か月で100  fb ^{−1 ）。逆フェムトバーンは、}粒子衝突型加速器の生産性の指標としてよく引用されます。^{[ 4 ] [ 5 ]}

フェルミラボが製造 21世紀最初の10年間で10 fb⁻¹^{に達した。 [ 6 ]} フェルミラボのテバトロンがそれに到達するまでには約4年かかった。2005年には1  fb⁻¹^に達したが、CERNのLHC実験であるATLASとCMSの2つは2011年だけで5  fb ⁻¹の陽子-陽子データ。^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} 2012年4月、LHCは衝突エネルギーを達成し、8  TeV、ピーク輝度6760逆マイクロバーン/秒。2012年5月までに、LHCは各検出器コラボレーションに週あたり1逆フェムトバーンのデータを提供した。2012年には23  fb⁻¹を超える記録を達成した。^{[ 13 ] 2016}年11月現在、LHCはその年は40  fb ⁻¹で、目標を大幅に上回った。25  fb ⁻¹。^{[ 14 ]} LHCの2回目の運転では合計で約 2015年から2018年にかけて、ATLASとCMSの両方に150 fb ^{−1が割り当てられた。 [ 15 ]}

• 「シェイク」は、納屋と同じ人々によって同時に作られた時間の単位です。
• 桁数（面積）
• 珍しい測定単位の一覧
• ユーモラスな測定単位のリスト

• この「barn」の使用に関するIUPACの引用