Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Бозон
Материал из https://ru.wikipedia.org

Бозон — частица или квазичастица с целым значением спина (собственного момента импульса), выраженного в единицах постоянной Дирака [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 Шатьендраната Бозе[4][5] по предложению Поля Дирака[6].

Системы из двух и более одинаковых бозонов описываются чётными относительно перестановок частиц волновыми функциями: для любых двух частиц и .

Различают элементарные (фундаментальные) бозоны и составные

Содержание

Элементарные бозоны

Большинство элементарных бозонов являются квантами калибровочных полей, при помощи которых осуществляется взаимодействие элементарных фермионов (лептонов и кварков) в Стандартной модели. К таким калибровочным бозонам относят:

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



Калибровочные бозоны (фотон, глюон,

Свойства фундаментальных бозонов
название заряд () спин масса (ГэВ) переносимое взаимодействие
фотон 0 1 0 электромагнитное взаимодействие
±1 1 80,4 слабое взаимодействие
0 1 91,2 слабое взаимодействие
глюон 0 1 0 сильное взаимодействие
бозон Хиггса 0 0 125 поле Хиггса


Составные бозоны

Квантовая система, состоящая из произвольного числа бозонов и чётного числа фермионов, сама является бозоном. Примеры: ядро с чётным массовым числом

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, …).

Бозонные звёзды

Бозонная звезда — гипотетический астрономический объект, состоящий из бозонов (в отличие от обычных звёзд, состоящих преимущественно из фермионов — электронов и нуклонов). Для того, чтобы подобный тип звёзд мог существовать, должны существовать стабильные бозоны, обладающие малой массой (например, аксионы — гипотетические лёгкие частицы, рассматривающиеся как один из кандидатов на роль составляющих тёмной материи)[7][8].

Квазичастицы

Квазичастицы, описываемые как кванты коллективных возбуждений в многочастичных системах (например, в конденсированных средах), также могут нести спин и классифицироваться как бозоны и фермионы. В частности, бозонами являются фононы («кванты звука»), магноны (кванты спиновых волн в магнетиках), ротоны (возбуждения в сверхтекучем гелии-4).

Примечания
  1. Удивительный мир внутри атомного ядра. Вопросы после лекции Архивная копия от 15 июля 2015 на Wayback Machine, ФИАН, 11 сентября 2007 года
  2. 1 2 Физика атомного ядра. Введение. msu.ru. Дата обращения: 21 апреля 2017. Архивировано 9 мая 2017 года.
  3. Существует ли суперсимметрия в мире элементарных частиц? postnauka.ru. Дата обращения: 21 апреля 2017. Архивировано 2 июля 2014 года.
  4. Daigle, Katy (10 июля 2012). India: Enough about Higgs, let's discuss the boson. AP News. Архивировано 16 марта 2019. Дата обращения: 22 апреля 2020.
  5. Bal, Hartosh Singh (19 сентября 2012). The Bose in the Boson. The New York Times blog. Архивировано 22 сентября 2012. Дата обращения: 21 сентября 2012.
  6. Санюк В. И., Суханов А. Д. Дирак в физике XX века. С. 982—983.
  7. Madsen, Mark S.; Liddle, Andrew R. The cosmological formation of boson stars (англ.) // Physics Letters B : journal. — 1990. — Vol. 251, no. 4. — doi:10.1016/0370-2693(90)90788-8.
  8. Torres, Diego F.; Capozziello, S.; Lambiase, G. Supermassive boson star at the galactic center? (англ.) // Physical Review D : journal. — 2000. — Vol. 62, no. 10. — doi:10.1103/PhysRevD.62.104012.
Downgrade Counter