Барн
Барн (русское обозначение: б, бн; международное: b) — внесистемная единица измерения площади, используется в ядерной физике для измерения эффективного сечения ядерных реакций, а также квадрупольного момента. 1 барн равен 10−28 м² = 10−24 см² = 100 фм² (примерный размер атомного ядра). Определяются также кратные и дольные единицы; из них используются:
 мегабарн (Мбн, Мб, 10−18 см²),
 килобарн (кбн, кб, 10−21 см²),
 миллибарн (мбн, мб, 10−27 см²),
 микробарн (мкбн, мкб, 10−30 см²),
 нанобарн (нбн, нб, 10−33 см²),
 пикобарн (пбн, пб, 10−36 см²),
 фемтобарн (фбн, фб, 10−39 см²),
 аттобарн (абн, аб, 10−42 см²),

Электрический квадрупольный момент имеет размерность произведения площади на электрический заряд, однако в атомной и ядерной физике заряд часто выражают в единицах элементарного заряда, поэтому квадрупольный момент приобретает размерность площади и в этом случае тоже может измеряться в барнах.

Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) относит барн к единицам измерения, «которые могут временно применяться до даты, установленной национальными предписаниями, но которые не должны вводиться, если они не используются», и разрешает использовать барн только в атомной и ядерной физике.

Производные единицы 
Обратные барны (бн−1), а также кратные и дольные единицы используются в качестве меры интегральной светимости коллайдеров (то есть количества частиц, прошедших за время работы машины через единицу площади поперечного сечения пучка в зоне соударения встречных пучков, что пропорционально количеству произошедших реакций). Так, интегральная светимость в 10 фбн−1 означает, что за время работы через каждый фемтобарн зоны соударения прошло в среднем 10 частиц. Если известно эффективное поперечное сечение какой-либо реакции, то для того, чтобы узнать количество произошедших реакций, надо умножить это сечение (в барнах) на интегральную светимость (в обратных барнах). Светимость коллайдеров выражается через обратные барны в секунду; например, максимальная светимость Большого адронного коллайдера, превысившая проектную, составляет 2 см−2с−1, что соответствует 2 фбн−1с−1. За 105 секунд работы (чуть больше суток) БАК в таком режиме будет набирать интегральную светимость 2 обратных фемтобарна (или 2000 обратных пикобарн — следует отметить, что, как и для любых обратных единиц, соотношения между десятичными приставками «переворачиваются»: обратный барн в 1000 раз меньше обратного миллибарна).

Примеры

Барны 
 Сечение радиационного захвата тепловых нейтронов ядром 113Cd составляет около 20,6 кбарн.
 Сечение деления ядра 235U тепловым нейтроном (основа современной ядерной энергетики) составляет около 584 барн.
 Чувствительность современных детекторов частиц тёмной материи для реакции упругого рассеяния на ядрах и массы вимпов 10-100 ГэВ составляет 10−6−10−4 пбарн.
 Сечение рассеяния нейтрино на нуклоне при энергии порядка 10 МэВ составляет ~ 1 аттобарн.
 Электрический квадрупольный момент ядра 14N составляет 20,0 мбарн.

Обратные барны 
 Планируемая интегральная светимость Большого адронного коллайдера, накопленная к концу 2011 года — около 6 фбн−1, к концу 2019 года — 300 фбн−1.
 Ожидаемая интегральная светимость Тэватрона, накопленная к концу 2014 года — около 20 фбн−1.
 Светимость коллайдера RHIC при работе с ядрами золота (2000 год) составляла 1,5 миллибарн−1с−1.

Этимология 
Название «барн» происходит от английского barn — амбар. Два физика из Университета Пердью (Уэст-Лафейетт, штат Индиана), Маршалл Хеллоуэй и Чарльз Бэйкер, работавшие в рамках Манхэттенского проекта, однажды во время обеда решили придумать название для единицы, отражающей типичный размер эффективного сечения в ядерной физике. Среди кандидатов, в чью она честь могла быть названа, были Оппенгеймер и Бете, а также Джон Мэнли, директор группы университета Пердью в Лос-Аламосе (Мэнли показалось физикам слишком длинным, и в качестве кандидатуры некоторое время использовалось имя «Джон»). Для большинства ядерных процессов эффективное сечение 10−24 см² кажется большим, как амбар.

Примечания 

Единицы измерения площади
Ядерная физика
Физика элементарных частиц
Ядерная энергетика
Ядерная химическая технология
Единицы измерения в физике элементарных частиц