Bosón

Un bosón (chamado así en homenaxe ao físico indio Satyendra Nath Bose) é unha partícula de spin enteiro (0,1,2, ...). Por este motivo estas partículas compórtanse de acordo á estatística de Bose-Einstein que non cumpre o principio de exclusión de Pauli e que poden dar lugar a un novo estado da materia chamado condensado de Bose-Einstein no cal un número indeterminado de partículas poden estar en estados cuánticos superpostos. Os fotóns son bosóns e poden agruparse en idénticos estados cuánticos cousa que permite o desenvolvemento de máseres e láseres. Ademais unha consecuencia importante desta propiedade é que as súas funcións de onda son simétricas.

 Características 
Tódalas partículas elementais son bosóns ou fermións (dependendo do seu spin). En física de altas enerxías e de partículas dise que os bosóns son os mediadores de forza ou partículas portadoras das interaccións fundamentais. Porén, toda interacción leva asociada o intercambio dunha partícula que sempre será un bosón virtual. A interacción de ditos bosóns virtuais con fermións reais é o que dá lugar ás mencionadas interaccións ou forzas fundamentais. O alcance desta interacción en xeral vén dado pola masa da partícula intercambiada.

Aos bosóns involucrados nas ditas interaccións chámaselles bosóns gauge. Estes son os bosóns W e Z para a forza débil, os gluóns para a forza forte, os fotóns para a forza electromagnética e o teórico gravitón para a forza gravitatoria ou Gravidade.

As partículas compostas por outras partículas coma os protóns, os neutróns ou os núcleos atómicos poden ser bosóns o fermións dependendo do seu spin total. De aí que moitos núcleos sexan, de feito, bosóns. Con que o número de fermións que compoña esa partícula sexa par o sistema composto será un bosón. Así, a maioría dos elementos ten isótopos que serán fermións, coma é o caso do helio-3 ou bosóns coma o helio-4. O deuterio é tamén bosón porén os seus veciños protio e tricio son fermións.

Namentres que os fermións están obrigados a cumpri-lo principio de exclusión de Pauli: "non pode haber máis dunha partícula ocupando un mesmo estado cuántico", non existe a mencionada exclusión para os bosóns, xa que eles poden ocupar estados cuánticos idénticos.
O resultado disto é que o espectro dun gas de fotóns a certa temperatura de equilibro posee un espectro de Planck (exemplos disto son a radiación do corpo negro ou a radiación do fondo cósmico de microondas testemuña que nos leva ata o universo recentemente creado). O traballo con láseres, as propiedades de superfluído do helio-4 e a recente formación do condensado de Bose-Einstein son todo consecuencia da estatística dos bosóns.

As diferenzas entre as estatísticas bosónica e fermiónica é só apreciable a grandes densidades que é cando as funcións de onda se superpoñen. A baixas densidades ámbolos tipos de estatísticas aproxímanse á estatística de Maxwell-Boltzmann onde os dous tipos de partículas compórtanse clasicamente.

Exemplos de bosóns:
 O núcleo de deuterio, un isótopo do hidróxeno.
 Átomos de helio-4 ou partículas alfa.
 En definitiva calquera núcleo con spin enteiro.
 fotóns.
 bosóns W e Z.
 gluóns.
 Bosón de Higgs.
 fonóns.

 Notas 

 Véxase tamén 

 Outros artigos 

 Fermión
 Gas de Bose
 Física de partículas
 Partículas idénticas
 Mecánica cuántica
 Supercondutividade
Bibliografía

 Sakurai, J.J. (1994). Modern Quantum Mechanics (Revised Edition), pp 361–363. Addison-Wesley Publishing Company. ISBN 0-201-53929-2.

Categoría:Física de partículas