Bozon
| Ez a szócikk nem tünteti fel a független forrásokat, amelyeket felhasználtak a készítése során. Emiatt nem tudjuk közvetlenül ellenőrizni, hogy a szócikkben szereplő állítások helytállóak-e. Segíts megbízható forrásokat találni az állításokhoz! Lásd még: A Wikipédia nem az első közlés helye. |
A részecskefizikában a bozonok azon elemi részecskék, amelyek Bose–Einstein-statisztikának engedelmeskednek, ebből kifolyólag azonos részecskék esetén teljesen szimmetrikus, összetett kvantumállapotot alkotnak. A spin-statisztika elve szerint belső spinnel rendelkeznek, ami csak pozitív egész szám lehet.
A bozon elnevezés Satyendra Nath Bose indiai fizikus nevéből származik.
Fizikai jellemzőik
Kapcsolatuk az alapvető kölcsönhatásokkal
Az alapvető kölcsönhatásokat úgynevezett mértékbozonok közvetítik. Ezeket az alábbi táblázat foglalja össze:
Közvetítő Töltés (e) Spin Tömeg (GeV) Kölcsönhatás Foton 0 1 0 Elektromágneses W± ±1 1 80.4 Gyenge nukleáris kölcsönhatás Z0 0 1 91.2 Gyenge nukleáris kölcsönhatás Gluon 0 1 0 Erős nukleáris kölcsönhatás Graviton[m 1] 0 2 0 Gravitáció - ↑ Feltételezett részecske, amelynek összeegyeztethetősége a standard modellel nem tisztázott.
Kapcsolatuk a fermionokkal
Minden elemi részecske vagy bozon vagy fermion, de a megnevezés összetett részecskékre, így atommagokra, atomokra és molekulákra is érthető aszerint, hogy statisztikus viselkedésüket rendre a Bose–Einstein-statisztika vagy a Fermi–Dirac-statisztika írja-e le. Bozonok spinje továbbá egész, míg a fermionoké félegész. Ennek megfelelően az atommagok nagy része bozon.
Míg a fermionok engedelmeskednek a Pauli-féle kizárási elvnek, addig a bozonokra nincs kizárási elv. Minden akadály nélkül nagyon nagy számban kerülhetnek azonos kvantumállapotba, sőt ez is a tendencia valójában.
Következmények
Ez magyarázza a feketetest-sugárzás spektrumát, a lézer működését, a folyékony hélium viselkedését, a szuperfolyékonyságot, a szupravezetést és a Bose–Einstein-kondenzátum kialakulását, ami egy sajátságos fázisállapot.
Mivel a bozonokra nincs kizárási elv, ezért nehezebb belőlük stabil struktúrákat felépíteni, mint a fermionokból. Ez felelős azért a különbségért, amit azon dolgok között látunk, amikre anyagként gondolunk, illetve amikre nem (például a fény).
Példák bozonokra
- foton
- mezonok, amelyek egy kvarkból és egy antikvarkból állnak
- W- és Z-bozonok, a gyenge kölcsönhatás közvetítőrészecskéi
- folyékony hélium
- Cooper-pár
- Higgs-bozon
