Bosó
Els bosons són partícules d'espín enter que, per tant, satisfan l'estadística de Bose-Einstein.
| 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 bosonsModifica
- 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-EinsteinModifica
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:
on:
- E és l'energia,
- kB és la constant de Boltzmann,
- T és la temperatura absoluta, i
- A és una constant de normalització tal que , i és N el nombre total de partícules del sistema.
