Свети́мость — в экспериментальной физике элементарных частиц, параметр ускорителя, характеризующий интенсивность столкновения частиц пучка с частицами фиксированной мишени (или интенсивность столкновения частиц двух встречных пучков в случае коллайдеров). Светимость измеряется в количестве частиц на единицу площади за единицу времени (размерность см−2·с−1 в СГС, м−2·с−1 в СИ, часто используются также внесистемные единицы барн−1·с−1). При умножении сечения какой-либо реакции на светимость получается средняя частота протекания этой реакции на данном коллайдере .
Связанная величина — интегральная светимость , представляющая собой интеграл по времени от светимости за время эксперимента:
Интегральная светимость является мерой количества данных, накопленных за время ускорительного эксперимента или цикла экспериментальных измерений. Она выражается в обратных единицах площади (см−2, м−2 или чаще в обратных барнах, обратных микробарнах, обратных фемтобарнах и т. д.) и имеет физический смысл среднего количества частиц пучка, прошедших через единицу площади мишени (или через единицу площади поперечного сечения встречного пучка) в области взаимодействия за время измерений. Не следует путать интегральную светимость ускорителя с интегральной светимостью астрономического источника (энергией, излучаемой источником за единицу времени во всём диапазоне частот).
Светимость Большого адронного коллайдера во время первых недель работы пробега была не более 1029 протонов/(см2·с), но она продолжала постоянно повышаться, пока в 2017 году не было достигнуто целевое значение светимости в 2,1 протонов/(см2·с), что по порядку величины соответствует светимостям BaBar (SLAC, США) и Belle (KEK, Япония). Коллайдеру KEKB на 2017 год принадлежал мировой рекорд светимости для ускорителей с встречными пучками — 2,11 см−2·с−1, на 2020 год он (в варианте SuperKEKB) достиг нового рекордного значения см−2·с−1, а 8 июня 2022 на нём достигнута светимость см−2·с−1.
Ниже представлено несколько примеров светимости конкретных действующих и планируемых ускорителей:
Коллайдер Взаимодействующие частицы (см−2·с−1) SPS TevatronTevatron sets new initial luminosity records , Fermilab Today news archive HERA LEP PEP KEKB SuperKEKB SuperKEKB (план) LHC LHC + Pb LHC Pb + Pb HL-LHC
Примечания
Категория:Физика ускорителей Категория:Физика элементарных частиц