玻色子

物理学术语

玻色子（英语：boson）是遵循玻色-爱因斯坦统计，自旋量子数为整数的粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理，多个全同玻色子可以同时处于同一个量子态，在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。和玻色子相对的是费米子，费米子遵循费米-狄拉克统计，自旋量子数为半整数（1/2，3/2，……）。物质的基本结构是费米子，而物质之间的基本相互作用却由玻色子来传递。

分类

按照结构，可以分成基本粒子和复合粒子。

基本玻色子有传递基本相互作用的胶子、光子、Z、引力子以及给其他基本粒子提供质量的希格斯粒子。

复合玻色子由偶数个费米子组成，常见的有介子、氘核、氦-4等。按照自旋和宇称量子数，可以分成标量、赝标量、矢量和轴矢量粒子等。

胶子-强相互作用的媒介粒子，质量为零，电中性，自旋量子数为1，有8种。

光子-电磁相互作用的媒介粒子，质量为零，电中性，自旋量子数为1，只有1种。

Z玻色子-弱相互作用的媒介粒子，自旋量子数为1。Z玻色子有一个，不带电，质量约为91.2GeV。W玻色子有两个，分别带正、负一个电子电量，质量约为80.4GeV。

引力子-量子引力理论中传递引力相互作用的媒介粒子，质量为零，电中性，自旋量子数为2，只有1种，尚未被发现。

希格斯玻色子（Higgs boson）- 又称为“上帝粒子”，在GSW电弱统一理论中引起规范对称性自发破缺并给其他基本粒子提供质量的自旋量子数为0的基本粒子，质量约为125GeV。2012年7月被欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）实验发现。

介子- 由一个正夸克和一个反夸克组成的强子，常见的有π、ρ、K等。

氘核、氦-4等由偶数个核子组成的原子核。因为质子和中子都是费米子，故含偶数个核子的原子核是自旋为整数的玻色子。

声子-请参阅固体物理学

命名

1924年，印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色（Satyendra Nath Bose）将电磁辐射作为光子气体来描述，考虑到全同粒子的不可分辨性和几率解释，建立了基于量子力学的光子气体的统计规律，得到了普朗克的黑体辐射公式。玻色的论文在投稿时被拒绝，后来求助于爱因斯坦。爱因斯坦意识到玻色这个工作的重要性，他将文章翻译成德文后发表在德国的Zeitschrift für Physik杂志上。随后爱因斯坦也在此领域做了研究工作，发展和推广了玻色的工作，因此人们把这个统计方法叫做玻色-爱因斯坦统计。

1945年，著名物理学家保罗·狄拉克（Paul Dirac）为了纪念玻色在量子统计中的开创性贡献，将遵循玻色-爱因斯坦统计规律的粒子命名为玻色子。

科研

2023年，麻省理工学院—哈佛大学超冷原子中心首次在超冷气体中观察到玻色子增强的光散射，或为玻色子系统的研究开辟新的可能性。

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