Bosón

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Nombre y carga eléctrica de los componentes de la
materia.

En física de
partículas, un bosón es uno de los dos tipos básicos de partículas
elementales de la naturaleza (el otro tipo son los fermiones). La denominación
"bosón" fue dada en honor al físico indio Satyendra Nath Bose.
Se caracterizan por:

Tener un momento angular intrínseco o espín entero (0,1,2,...).

No cumplen el principio
de exclusión de Pauli y siguen la estadística
de Bose-Einstein, esto hace que presenten un fenómeno llamado condensación
de Bose-Einstein (el desarrollo de máseres y láseres fue posible puesto que
los fotones de
la luz son bosones).

La funciones de onda
cuántica que describe sistemas de bosones es simétrica respecto al intercambio
de partículas.

Por el teorema
espín-estadística sabemos que la segunda y tercera característica son
consecuencia necesaria de la primera.

Algunos bosones aunque se comportan como bosones de hecho están compuestos de
otras partículas, por ejemplo los núcleos de átomos de Helio bajo ciertas
condiciones se comportan como bosones aun cuando están compuestos por cuatro
fermiones, que a su vez no son elementales cuando son examinados en experimentos
de muy alta energía.

Contenido

1 Ejemplos de
bosones

1.1 Bosones
compuestos

1.2 Bosones de gauge
simples

2 Discusión

[editar]
Ejemplos de bosones

[editar]
Bosones compuestos

El pión.

El núcleo de deuterio, un
isótopo del
hidrógeno.

Átomos de helio-4 o partículas alfa.

En definitiva, cualquier núcleo con espín entero.

[editar]
Bosones de gauge
simples

Fotones.

Fonones.

Bosones W y Z.

Gluones.

Bosón de Higgs.

Bosón
X.

[editar]
Discusión

Todas las partículas
elementales son bosones o fermiones, dependiendo de si su
espín es entero o semientero. En física de
altas energías y de partículas
se dice que los bosones son los mediadores de fuerza o partículas portadoras de
las interacciones fundamentales, puesto que los campos eléctromagnético,
electrodébil, fuerte y presumiblemente el gravitatorio están asociados a
partículas de espín entero. De hecho, la descripción cuántica de las
interacciones fundamentales mencionadas consiste en el intercambio de una
partícula que será siempre un bosón virtual. Así la interacción de dichos
bosones virtuales con fermiones reales es lo que da lugar a dichas interacciones
o fuerzas fundamentales. El alcance de dicha interacción en general viene dado
por la masa de la partícula intercambiada.

A los bosones involucrados en dichas interacciones se les denomina bosones gauge. Estos son
los bosones W y Z para la interacción débil,
los gluones para
la interacción fuerte,
los fotones para
la fuerza
electromagnética y el teórico gravitón para la fuerza
gravitatoria.

Las partículas compuestas por otras partículas, como los protones, los neutrones o los núcleos atómicos,
pueden ser bosones o fermiones dependiendo de su espín total. De ahí que muchos
núcleos sean, de hecho, bosones. Basta que el número de fermiones que componga
esa partícula sea par para que el sistema compuesto sea un bosón. Así, la
mayoría de los elementos tiene isótopos que serán fermiones, es el caso del helio-3, o bosones,
como el helio-4. El deuterio es también bosón; sin
embargo, sus vecinos protio y tritio son fermiones.

Mientras que los fermiones están obligados a cumplir el principio
de exclusión de Pauli: "no puede haber más de una partícula ocupando un
mismo estado cuántico", no existe dicha exclusión para los bosones, ellos
pueden ocupar estados cuánticos
idénticos. El resultado de esto es que el espectro de un gas de fotones a cierta
temperatura de equilibrio posee un espectro
de Planck (ejemplos de ello son la radiación del cuerpo negro o la radiación
del fondo cósmico
de microondas, testigo que nos remonta al universo temprano). El trabajo con
láseres, las
propiedas de superfluido del helio-4 y la
reciente formación del condensado de
Bose-Einstein son todos consecuencia de la estadística de los bosones.

Las diferencias entre las estadísticas bosónica y fermiónica es sólo
apreciable en grandes densidades, cuando las funciones de onda se superponen. A
bajas densidades, ambos tipos de estadísticas se aproximan a la estadística
de Maxwell-Boltzmann, donde ambos tipos de partículas se comportan
clásicamente.

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/BosÃ³n"

Categorías:
Bosones |
Teoría
cuántica de campos | Física
atómica | Física
del estado sólido | Partículas
elementales

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