Integrated Luminosity

원래 어디서 쓰던 걸 가져왔는지는 확실히 모르겠지만, 핵물리와 입자물리 실험에서 Luminosity \(\mathcal{L}\)는 다음과 같이 정의된다.

\[\large\mathcal{L}=\frac{N}{d\sigma\,dt}\]

\(N\)은 입자의 갯수, \(d\sigma\)는 입자가 통과하는 단면적이다. 따라서 Luminosity는, 단위시간당 단위면적당 몇개의 입자가 지나가는지를 나타낸다.

Luminosity를 시간에 대해 적분한 값을 Integrated Luminosity라고 한다.

\[\large\int\mathcal{L}\,dt\]

위 Luminosity식으로부터 알 수 있듯이 Integrated Luminosity는 단위면적당 입자의 갯수이다. Integrated Luminosity는 우리는 충돌실험에서 얼마만큼의 데이타를 받았는지로 사용한다. 왜그런가 질문해서 얻은 답은 아래와 같다.

실험에서 어떤 반응이 일어날 확률을 Cross section \(\sigma\)으로 나타내는데, 이는 면적의 단위를 가진 확률이다. Integrated Luminosity에 Cross section을 곱해주면 그 반응이 일어난 갯수를 주게 된다. 따라서, Integrated Luminosity가 크면 클수록 어떤 Cross section을 가진 반응의 갯수가 많아지기 때문에 데이타의 양으로 생각할 수 있다.

Cross section의 단위는 barn(\(1\,\text{b}=10^{-28}\,\text{m}^2\))을 사용한다.

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