БОЗОН
Бозо́н — частица или квазичастица с целым значением спина (собственного момента импульса), выраженного в единицах постоянной Дирака ℏ. Бозоны, в отличие от фермионов, подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна, которая допускает, чтобы в одном квантовом состоянии могло находиться неограниченное количество одинаковых частиц.
Бозоны получили название по фамилии индийского физика Шатьендраната Бозе по предложению Поля Дирака.
Системы из двух и более одинаковых бозонов описываются чётными относительно перестановок частиц волновыми функциями: (1,2,…,,…,,…,)=+(1,2,…,,…,,…,) для любых двух частиц и .
Различают элементарные (фундаментальные) бозоны и составные.
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:
- 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 античастицы.
Калибровочные бозоны (фотон, глюон, W ±– и Z-бозоны) имеют единичный спин, бозон Хиггса несёт нулевой спин, гипотетический гравитон имеет спин 2.
Бозоны — элементарные частицы, атомы или ядра атомов, которые обладают нулевым или целым собственным моментом импульса (спином).
Элементарные бозоны — фотон, глюон, W± и Z-бозоны, бозон Хиггса — являются квантами калибровочных полей и переносят фундаментальные взаимодействия.
Фотоны — переносчики электромагнитного взаимодействия. Электромагнитное взаимодействие связывает атомы в молекулы, ответственно за электромагнитные распады ядер и частиц, процессы ионизации и возбуждения атомов среды.
Глюоны — переносчики сильного взаимодействия. Сильное взаимодействие связывает кварки внутри протонов и нейтронов и протоны и нейтроны в ядрах.
W± и Z-бозоны — переносчики слабого взаимодействия. Слабое взаимодействие ответственно за медленные распады частиц, например бета-распад атомных ядер.
Бозоны Хиггса ответственны за механизм появления масс. Необнаруженные, но предсказанные Стандартной моделью гравитоны отвечают за гравитационное взаимодействие. Бозоны подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна, согласно которой в квантовой системе в одном квантовом состоянии может находиться неограниченное число одинаковых частиц. Это свойство используется в лазере (когерентного источника фотонов большой интенсивности). Бозон Хиггса был обнаружен 4 июля 2012 года на Большом адронном коллайдере.