Yüksek Enerji Fiziği: Lüminozite

Parçacık hızlandırıcılarından bahsedilirken, lüminozite mutlaka bahsedilmesi gereken bir parametredir. Gerçekten de şu an CERN'den gelen haberlerde, grafiklerin her yerinde bu konuyla ilgili bir bilgi mutlaka vardır. Basitçe ifade etmek gerekirse; örneğin LHC (Large Hadron Collider) ve Tevatron gibi atom altı parçacıkları hızlandıran makinelerin bu atom altı parçacıkları anlık olarak ne kadar sayıda çarpıştırdıklarını ifade etmek için kullanılır.
Lüminozite teriminin kökeni, aslında astrofizik alanından gelmektedir ve basitçe uzaktaki yıldızların yüzeyinden birim zamanda ne kadar enerji yayıldığını (ortaya çıktığını) ifade etmek için kullanılmaktadır. Yüksek enerji fiziğinde aynı büyüklük kullanılmaktadır fakat enerji yerine parçacık sayısı yerleştirilmiştir.
Lüminozite'nin boyutunu

'dir ve birim zamanda bir

'den geçen parçacık sayısını ifade etmektedir. Örneğin; LHC gibi deneylerde protonları tek tek hızlandırılıp çarpıştırmak yerine (ki gerçek hayatta sadece iki protonu hızlandırıp birbirlerini çarpıştırmak imkansızdır) her bir demette yaklaşık 500 milyon kadarı bir araya getirilip hızlandırılmaktadır. Böylece yaklaşık boyutları

olan bu parçacıkların karşılarındaki protonlar ile sert saçılmalar yapmalarının olasılığı artırılmaktadır.
LHC'nin tasarlanmış anlık lüminozite değeri,

'dir. Fakat bu kadar büyük sayılardan bahsetmek günlük hayatta pratik olmadığı için

adı verilmektedir. Bununla birlikte, anlık lüminozite yerine belli bir zaman aralığındaki toplam lüminozite daha kullanışlıdır.
Örneğin, LHC çarpıştırıcısının aralıksız tam olarak bir yıl çalıştığını varsayalım. Bir yıl ~31.5 milyon saniye ettiğine göre CMS yada ATLAS deneyindeki toplam lüminozite:

Barn birim

şeklinde tanımlanmıştır.

ve

olduğuna göre,
LHC çarpıştırıcısının 1 yılda üreteceği toplam lüminozite