Бозон

Бозон
Состав	Может быть фундаментальной частицей, элементарной частицей, квазичастицей или составной
Участвует во взаимодействиях	Гравитационное[1] (общее)
В честь кого или чего названа	Бозе Шатьендранат
Квантовые числа
Спин	Целый ħ
Медиафайлы на Викискладе

Бозо́н —

${\displaystyle \hbar }$^[2]. Бозоны, в отличие от фермионов, подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна, которая допускает, чтобы в одном квантовом состоянии могло находиться неограниченное количество одинаковых частиц^[3].

Бозоны получили название по фамилии индийского физика

.

Системы из двух и более одинаковых бозонов описываются чётными относительно перестановок частиц волновыми функциями: ${\displaystyle \psi (1,2,...,i,...,j,...,n)=+\psi (1,2,...,j,...,i,...,n)}$ для любых двух частиц ${\displaystyle i}$ и ${\displaystyle j}$.

Различают элементарные (фундаментальные) бозоны и составные.

Большинство элементарных бозонов являются квантами калибровочных полей, при помощи которых осуществляется взаимодействие элементарных фермионов (

относят:

• фотон (электромагнитное взаимодействие),
• глюон (сильное взаимодействие)
• W ^±- и Z-бозоны (слабое взаимодействие).

Кроме этого, к элементарным бозонам относят бозон Хиггса, ответственный за механизм появления масс в электрослабой теории, и не обнаруженный до настоящего времени гравитон (гравитационное взаимодействие).

Все элементарные бозоны, за исключением W^±-бозонов, не имеют электрического заряда. Глюоны электрически нейтральны, но несут цветовой заряд.

W ⁺- и W ⁻-бозоны по отношению друг к другу выступают как

.

Калибровочные бозоны (фотон, глюон, W ^±- и Z-бозоны) имеют единичный спин, бозон Хиггса несёт нулевой спин, гипотетический гравитон имеет спин 2.

Свойства фундаментальных бозонов

название	e )	спин	ГэВ )	переносимое взаимодействие
фотон	0	1	0	электромагнитное взаимодействие
W ±	±1	1	80,4	слабое взаимодействие
Z 0	0	1	91,2	слабое взаимодействие
глюон	0	1	0	сильное взаимодействие
бозон Хиггса	0	0	≈125	поле Хиггса

Квантовая система, состоящая из произвольного числа бозонов и чётного числа фермионов, сама является бозоном. Примеры:

(три протона, четыре нейтрона, три электрона) является бозоном. Для нейтральных атомов число электронов совпадает с числом протонов, то есть сумма числа электронов и протонов всегда чётна, поэтому фактически классификация нейтрального атома как бозона/фермиона определяется чётным/нечётным числом нейтронов в его ядре.

В частности, к составным бозонам относятся многочисленные двухкварковые связанные состояния, называемые мезонами. Как и у любых систем из двух (и вообще чётного числа) фермионов, спин мезонов является целочисленным, и его значение, в принципе, не ограничено (0, 1, 2, 3, …).

Бозонная звезда — гипотетический

.

Квазичастицы

Квазичастицы, описываемые как кванты коллективных возбуждений в многочастичных системах (например, в

(возбуждения в сверхтекучем гелии-4).