
Una unidad de luminosidad integrada, que representa el número de colisiones de partículas por femtobarn de sección eficaz.El femtobarn inverso (fb⁻¹) es la unidad estándar de luminosidad integrada en física de partículas, particularmente en colisionadores como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Cuantifica el número total de colisiones de partículas que han ocurrido durante un período dado, normalizado por la sección eficaz de los procesos estudiados. Un femtobarn inverso corresponde a un evento de colisión por femtobarn de sección eficaz, donde un femtobarn es 10⁻⁴³ metros cuadrados — un área aproximadamente del tamaño de un núcleo atómico individual. Esta unidad permite a los físicos comparar el poder estadístico de diferentes conjuntos de datos y calcular las tasas de eventos esperadas para procesos raros.
El término 'barn' fue acuñado durante la Segunda Guerra Mundial por físicos de la Universidad de Purdue, quienes bromearon diciendo que una sección eficaz de 10⁻²⁸ m² era 'tan grande como un granero' en comparación con los tamaños nucleares típicos. El femtobarn (10⁻¹⁵ barns) y su inverso se convirtieron en estándar con la llegada de colisionadores de alta luminosidad en las décadas de 1980 y 1990, aunque el origen exacto del femtobarn inverso como unidad no está documentado con precisión.
La luminosidad mide cuántas partículas se cruzan por unidad de área y por segundo, y al integrarla en el tiempo se obtiene el número total de colisiones. Al multiplicarla por la sección eficaz de un proceso específico (por ejemplo, la producción del bosón de Higgs), el resultado es el número esperado de tales eventos. Por ejemplo, si un proceso tiene una sección eficaz de 10 picobarns y el conjunto de datos es de 100 fb⁻¹, se esperan 1,000,000 de eventos. La unidad es práctica porque las secciones eficaces en física de partículas abarcan muchos órdenes de magnitud, y el uso de femtobarns inversos mantiene los números manejables.
Se utiliza para informar el tamaño de los conjuntos de datos en el LHC y otros colisionadores; por ejemplo, el descubrimiento del bosón de Higgs en 2012 se basó en aproximadamente 5 fb⁻¹ de datos a 7–8 TeV, mientras que el conjunto de datos completo del Run 2 alcanzó 140 fb⁻¹.
La luminosidad integrada total del Run 2 del LHC (2015–2018) fue de aproximadamente 140 fb⁻¹, lo que significa que si se escalara el área de colisión a un barn, se habría llenado 140 veces — sin embargo, el bosón de Higgs se produjo solo unas 3 millones de veces en todo ese conjunto de datos.






