Светимость (теория рассеяния) - Luminosity (scattering theory)

В теория рассеяния и физика ускорителя, яркость (L) - отношение количества События обнаружено (N) в определенное время (т) к взаимодействию поперечное сечение (σ):^[1]

${\displaystyle L={\frac {1}{\sigma }}{\frac {dN}{dt}}.}$

Он имеет размерность событий за время для каждой области и обычно выражается в cgs единицы см⁻²·s⁻¹ или единицы, не относящиеся к системе СИ из б⁻¹· С⁻¹. На практике, L зависит от параметры пучка частиц, например, ширина луча и скорость потока частиц, а также свойства цели, такие как размер и плотность цели.^[1]

Соответствующее количество интегральная светимость (L_int), какой интеграл светимости по времени:^[1]

${\displaystyle L_{\mathrm {int} }=\int L\ dt.}$

Яркость и интегральная светимость - полезные значения для характеристики характеристик ускоритель частиц. В частности, все эксперименты на коллайдерах направлены на максимальное увеличение их интегральной светимости, поскольку чем выше интегральная светимость, тем больше данных доступно для анализа.^[1]

Примеры светимости коллайдера

Вот несколько примеров яркости некоторых ускорителей.^[1]

Коллайдер	Взаимодействие	L (см^−2· С^−1)
СПС	п + п	6.0×10^30
Теватрон[2]	п + п	4.0×10^32
ГЕРА	п + е^+	4.0×10^31
LHC[3]	п + п	2.1×10^34
LEP	е^− + е^+	1.0×10^32
PEP	е^− + е^+	3.0×10^33
KEKB[4]	е^− + е^+	2.1×10^34
SuperKEKB[5]	е^− + е^+	2.4×10^34

Рекомендации

1. Herr, W .; Муратори, Б. (2006). «Понятие светимости» (PDF). В Брандте, Д. (ред.). CERN Accelerator School: Intermediate Course on Accelerator Physics, Zeuthen, Germany, 15-26 сентября 2003 г.. ЦЕРН. С. 361–378. Дои:10.5170 / CERN-2006-002. ISBN  978-92-9083-267-6.
2. Теватрон устанавливает новые рекорды начальной светимости, Архив новостей Фермилаб Сегодня
3. Отчет LHC: LHC заполнен!
4. Тецуо Абе и др .: Достижения КЭКБ. В: Прог. Теор. Exp. Phys. 03A001, 2013, стр. 1–18, Дои:10.1093 / ptep / pts102.
5. «Коллайдер SuperKEKB достигает самой высокой в ​​мире светимости». 26 июня 2020.