Просмотр кода страницы Бозон

{{Другие значения}}
{{Информация о частице
 |цвет_фона               =
 |имя                     = Бозон
 |классификация           = 
 |состав                  = Может быть [[фундаментальная частица|фундаментальной частицей]], [[Элементарная частица|элементарной частицей]], [[Квазичастица|квазичастицей]] или составной
 |взаимодействие          = [[Гравитационное взаимодействие|Гравитационное]]<ref name="elementyGrav">[http://elementy.ru/lib/430525 Удивительный мир внутри атомного ядра. Вопросы после лекции] {{Wayback|url=http://elementy.ru/lib/430525 |date=20150715202155 }}, ФИАН, 11 сентября 2007 года</ref> (общее)
 |названа                 = [[Бозе, Шатьендранат|Бозе Шатьендранат]]
 |спин                    = Целый<ref name=autogenerated1>{{cite web|url=http://nuclphys.sinp.msu.ru/nucmodl/nml01.htm|title=Физика атомного ядра. Введение|work=msu.ru|accessdate=2017-04-21|archive-date=2017-05-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20170509172732/http://nuclphys.sinp.msu.ru/nucmodl/nml01.htm|deadlink=no}}</ref>
}}
'''Бозо́н''' — [[частица]] или [[квазичастица]] с целым значением [[спин]]а (собственного [[Момент импульса|момента импульса]]), выраженного в единицах [[Постоянная Дирака|постоянной Дирака]] <math>\hbar</math><ref name=autogenerated1 />. Бозоны, в отличие от [[фермион]]ов, подчиняются [[Статистика Бозе — Эйнштейна|статистике Бозе — Эйнштейна]], которая допускает, чтобы в одном [[Квантовое состояние|квантовом состоянии]] могло находиться неограниченное количество одинаковых частиц<ref>{{cite web|url=http://postnauka.ru/longreads/481|title=Существует ли суперсимметрия в мире элементарных частиц?|work=postnauka.ru|accessdate=2017-04-21|archive-date=2014-07-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20140702120056/http://postnauka.ru/longreads/481|deadlink=no}}</ref>.

Бозоны получили название по фамилии индийского физика [[Бозе, Шатьендранат|Шатьендраната Бозе]]<ref name="AP-20120710">{{cite news |last=Daigle |first=Katy |title=India: Enough about Higgs, let's discuss the boson |url=http://apnews.excite.com/article/20120710/D9VU1DRG0.html |date=2012-07-10 |newspaper=[[AP News]] |archivedate=2019-03-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20190316121948/http://apnews.excite.com/article/20120710/D9VU1DRG0.html |access-date=2020-04-22 }}</ref><ref name="NYT-20120919">{{cite news |last=Bal |first=Hartosh Singh |title=The Bose in the Boson |url=http://latitude.blogs.nytimes.com/2012/09/19/indians-clamor-for-credit-for-the-bose-in-boson/ |date=2012-09-19 |work=[[The New York Times]] blog |access-date=2012-09-21 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120922024310/http://latitude.blogs.nytimes.com/2012/09/19/indians-clamor-for-credit-for-the-bose-in-boson/ |archivedate=2012-09-22 }}</ref> по предложению [[Дирак, Поль Адриен Морис|Поля Дирака]]<ref name="СС823">''Санюк В. И., Суханов А. Д.'' Дирак в физике XX века. С. 982—983.</ref>.

Системы из двух и более одинаковых бозонов описываются чётными относительно перестановок частиц [[волновая функция|волновыми функциями]]: <math>\psi(1, 2, ..., i, ..., j, ..., n) = +\psi(1, 2, ..., j, ..., i, ..., n)</math> для любых двух частиц <math>i</math> и <math>j</math>.

Различают элементарные (фундаментальные) бозоны{{переход|#Элементарные бозоны|1}} и составные{{переход|#Составные бозоны|1}}.

== Элементарные бозоны ==
Большинство элементарных бозонов являются квантами калибровочных полей, при помощи которых осуществляется взаимодействие элементарных фермионов ([[лептон]]ов и [[кварк]]ов) в [[Стандартная модель|Стандартной модели]]. К таким [[калибровочный бозон|калибровочным бозонам]] относят:
* [[фотон]] ([[электромагнитное взаимодействие]]),
* [[глюон]] ([[сильное взаимодействие]])
* [[W- и Z-бозоны|{{math|''W''<sup> ±</sup>}}- и {{math|''Z''}}-бозоны]] ([[слабое взаимодействие]]).
Кроме этого, к элементарным бозонам относят [[бозон Хиггса]], ответственный за механизм появления масс в [[Электрослабое взаимодействие|электрослабой теории]], и не обнаруженный до настоящего времени [[гравитон]] ([[Гравитация|гравитационное взаимодействие]]).

Все элементарные бозоны, за исключением {{math|''W''<sup>±</sup>}}-бозонов, не имеют электрического заряда. Глюоны электрически нейтральны, но несут цветовой заряд.

{{math|''W''<sup> +</sup>}}- и {{math|''W''<sup> −</sup>}}-бозоны по отношению друг к другу выступают как [[античастица|античастицы]].

Калибровочные бозоны (фотон, глюон, {{math|''W''<sup> ±</sup>}}- и {{math|''Z''}}-бозоны) имеют единичный спин, [[бозон Хиггса]] несёт нулевой спин, гипотетический [[гравитон]] имеет спин 2.
{{Таблица элементарных частиц}}

=== Свойства фундаментальных бозонов ===
{{main|Список бозонов}}

{| class="wikitable"
|-
|align=center | '''название'''
|'''[[электрический заряд|заряд]] ([[элементарный заряд|{{math|''e''}}]])'''
|'''[[спин]]'''
|'''[[масса]] ([[ГэВ]])'''
|align=center | '''переносимое взаимодействие'''
|-
|[[фотон]]
|align=center|0
|align=center|1
|align=center|0
|[[электромагнитное взаимодействие]]
|-
|[[W-бозон|{{math|''W''<sup> ±</sup>}}]]
|align=center|±1
|align=center|1
|align=center|80,4
|[[слабое взаимодействие]]
|-
|[[Z-бозон|{{math|''Z''<sup> 0</sup>}}]]
|align=center|0
|align=center|1
|align=center|91,2
|[[слабое взаимодействие]]
|-
|[[глюон]]
|align=center|0
|align=center|1
|align=center|0
|[[сильное взаимодействие]]
|-
|[[бозон Хиггса]]
|align=center|0
|align=center|0
|align=center|≈125
|[[поле Хиггса]]
|}

== Составные бозоны ==
Квантовая система, состоящая из произвольного числа бозонов и чётного числа фермионов, сама является бозоном. Примеры: [[атомное ядро|ядро]] с чётным [[Массовое число|массовым числом]] {{math|''A''}} (поскольку [[нуклон]]ы — [[протон]]ы и [[нейтрон]]ы — являются фермионами, а массовое число равно суммарному числу нуклонов в ядре); атом или ион с чётной суммой числа электронов и массового числа ядра (поскольку электроны также являются фермионами, и общее количество фермионов в атоме/ионе равно сумме числа нуклонов в ядре и числа электронов в электронной оболочке). При этом орбитальные моменты импульса частиц, входящих в состав квантовой системы, не влияют на её классификацию как фермиона или бозона, поскольку все орбитальные моменты являются целыми, и их добавление в любой комбинации к суммарному целому спину системы не может превратить его в полуцелый (и наоборот). Система, содержащая нечётное число фермионов, сама является фермионом: её суммарный спин всегда полуцелый. Так, атом [[Гелий-3|гелия-3]], состоящий из двух протонов, нейтрона и двух электронов (в сумме пять фермионов) является фермионом, а атом [[литий-7|лития-7]] (три протона, четыре нейтрона, три электрона) является бозоном. Для нейтральных атомов число электронов совпадает с числом протонов, то есть сумма числа электронов и протонов всегда чётна, поэтому фактически классификация нейтрального атома как бозона/фермиона определяется чётным/нечётным числом нейтронов в его ядре.

В частности, к составным бозонам относятся многочисленные [[кварк|двухкварковые]] связанные состояния, называемые [[мезон]]ами. 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 ===
{{main|Бозонные звёзды}}
Бозонная звезда — гипотетический [[астрономический объект]], состоящий из бозонов (в отличие от обычных [[Звезда|звёзд]], состоящих преимущественно из [[фермион]]ов — электронов и [[нуклон]]ов). Для того, чтобы подобный тип [[звезда|звёзд]] мог существовать, должны существовать стабильные бозоны, обладающие малой массой (например, [[аксионы]] — гипотетические лёгкие частицы, рассматривающиеся как один из кандидатов на роль составляющих [[Тёмная материя|тёмной материи]])<ref>{{статья
|заглавие=The cosmological formation of boson stars
|издание=[[Physics Letters|Physics Letters B]]
|том=251
|номер=4
|doi=10.1016/0370-2693(90)90788-8
|язык=en
|автор=Madsen, Mark S.; Liddle, Andrew R.
|год=1990
|тип=journal}}</ref><ref>{{статья
|заглавие=Supermassive boson star at the galactic center?
|издание=[[Physical Review|Physical Review D]]
|том=62
|номер=10
|doi=10.1103/PhysRevD.62.104012
|язык=en
|автор=Torres, Diego F.; Capozziello, S.; Lambiase, G.
|год=2000
|тип=journal}}</ref>.

=== Квазичастицы ===
{{main|Квазичастица}}

Квазичастицы, описываемые как кванты коллективных возбуждений в многочастичных системах (например, в [[Физика конденсированного состояния|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 ==
{{примечания|2}}

{{внешние ссылки}}
{{Частицы}}

[[Категория:Квантовая теория поля]]
[[Категория:Бозоны|*]]