Bosó

Els bosons són partícules d'espín enter que satisfan l'estadística de Bose-Einstein.

Bosó

Classificació	partícula quàntica
Interaccions	gravetat
Antipartícula	bosó
Espín	1
Supercompanya	bosí
Epònim	Satyendra Nath Bose

Els bosons, segons el model estàndard de la física, són les partícules transmissores de les forces: els fotons per a l'electromagnetisme; els bosons W i Z, per a la força feble; els gluons per a la força nuclear forta. A altes energies, o dit d'una altra manera, a distàncies menors que el diàmetre del protó, l'electromagnetisme, i la força feble són dos aspectes de la força electrofeble. Es considera que el fotó i el gluó no tenen massa.

Totes les partícules elementals són o bosons o fermions, descrites matemàticament per camps bosònics o fermiònics respectivament.

Els bosons, contràriament als fermions, no estan subjectes al principi d'exclusió de Pauli; per tant, un nombre il·limitat de bosons poden ocupar el mateix estat quàntic tots alhora. Això explica per què, a baixes temperatures, els bosons es comporten de manera molt diferent dels fermions; totes les partícules tenen tendència a congregar-se juntes en l'estat quàntic de més baixa energia possible (l'estat fonamental), formant un condensat de Bose-Einstein.

L'estadística de Bose-Einstein va ser introduïda pels fotons el 1924 per Bose, i generalitzada per Einstein per als àtoms el 1925.

Exemples de bosons

• Fotons, són els intermediaris en la força electromagnètica.
• Bosons W i Z, són els intermediaris en la interacció feble.
• Gluons, són els intermediaris de la interacció forta.
• Àtoms d'heli-4 (bosons compostos).
• Bosons de Higgs.
• Fonons (excitacions col·lectives en sòlids).

La funció de distribució de Bose-Einstein

La funció de distribució f(E) és la probabilitat que una partícula es trobi en un estat d'energia E. Per al cas de partícules que obeeixen l'estadística de Bose-Einstein és:

$f_{BE}(E)={\frac {1}{A\exp(E/k_{B}T)-1}}$

on:

E és l'energia,

k_B és la constant de Boltzmann,

T és la temperatura absoluta, i

A és una constant de normalització tal que $\int _{0}^{\infty }dEf(E)=N$, i és N el nombre total de partícules del sistema.

Vegeu també

• Condensat de Bose-Einstein.
• Estadística de Bose-Einstein.
• Fermió.
• Estadística de Fermi-Dirac.
• Mecànica quàntica.