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Le barn (symbole b) est une unité d'aire employée spécialement en physique nucléaire et en physique des particules pour exprimer les sections efficaces.
Cette unité se situe en dehors du Système international[1].
Sa valeur est de 10−28 m2, soit 10−24 cm2 ou 100 fm2.
Cette unité est du même ordre de grandeur que la section géométrique du noyau d'un atome, le rayon du proton[2] étant de 0,841 84 × 10−15 m. Cependant, les valeurs des sections efficaces diffèrent notablement de leurs valeurs géométriques et varient également de façon importante en fonction de la nature, de l'énergie du flux de particules et des interactions qu'elles subissent en traversant le matériau considéré.
Par exemple, la section efficace totale d'interaction d'un noyau d'atome d'hydrogène avec un flux de neutrons dont l'énergie est d'1 eV est de 20 b (2000 × 10-30 m²), alors que la section géométrique d'un proton est environ trois cents fois plus petite : ~0,07 b (7,06 × 10−30 m2).
À titre de comparaison, la section géométrique d'un atome d'hydrogène est d'environ 6,25 Mb (6,25 × 10−22 m2), trois cent mille fois plus grande.
- « Tableau 8. Autres unités en dehors du SI », brochure du SI (8e édition), BIPM, (consulté le ).
- (en) Randolf Pohl et al., « The size of the proton », Nature, vol. 466, , p. 213-216 (ISSN 0028-0836, DOI 10.1038/nature09250).