Boson

För efternamnet Boson och personer med detta namn, se Bosson.

En boson är en partikel med heltaligt spinn. Bosoner av samma typ, till exempel en samling fotoner, är ourskiljbara och lyder under Bose–Einstein-statistik.

Standardmodellens elementarpartiklar, av vilka bosonerna utgör de kraftförmedlande partiklarna och Higgs-partikeln

I partikelfysikens standardmodell är de kraftbärande elementarpartiklarna, som förmedlar de fyra fundamentala naturkrafterna, bosoner: gluonerna, fotonen, W- och Z-bosonerna och den hypotetiska gravitonen. Även Higgspartikeln, som gör att den själv och andra partiklar har massa, är en boson.

Atomer eller atomkärnor sammansatta av ett jämnt antal fermioner har heltaligt spinn och är bosoner. Till exempel är alfapartikeln och ⁴He-atomen bosoner. En tritium-kärna (en proton och två neutroner) är inte en boson; det är däremot en tritium-atom (en proton, två neutroner och en elektron). Även enklare partiklar som mesonerna är bosoner.

Antalet möjliga tillstånd för en samling bosoner påverkas av att partiklarna är ourskiljbara. För bosoner leder det till Bose-Einstein-fördelningen f_BE:

$f_{\mathrm {BE} }(E)={\frac {1}{e^{\frac {E}{k_{B}T}}-1}},$

där k_B är Boltzmanns konstant, T är absolut temperatur och E är partikelns energi.

Denna statistik avviker från den klassiska fysikens Maxwell–Boltzmannfördelning när partiklarnas de Broglie-våglängd är jämförbar med deras inbördes avstånd.

Ett obegränsat antal bosoner kan samtidigt befinna sig i samma tillstånd, något som vid låga temperaturer kan leda till ett Bose–Einstein-kondensat.

Tabell över elementära bosoner

Namn	Symbol	Antipartikel	Laddning(e)	Spin	Massa (GeV/c2)	Kraftverkan	Existens
Foton	γ	Egen	0	1	0	Elektromagnetism	Bekräftad
W-boson	W−	W	−1	1	80.4	Svag växelverkan	Bekräftad
Z-boson	Z	Egen	0	1	91.2	Svag växelverkan	Bekräftad
Gluon	g	Egen	0	1	0	Stark växelverkan	Bekräftad
Graviton	G	Egen	0	2	0	Gravitation	Ej bekräftad
Higgsboson	H	Egen	0	0	> 112	Massa	Bekräftad

Se även

• Fermion
• Statistisk mekanik

Externa länkar

• Wikimedia Commons har media som rör Boson.
  Bilder & media