stringtranslate.com

Bosón

Los bosones forman una de las dos clases fundamentales de partículas subatómicas , siendo la otra los fermiones . Todas las partículas subatómicas deben ser una u otra. Una partícula compuesta ( hadrón ) puede pertenecer a cualquiera de las dos clases según su composición.

En física de partículas , un bosón ( / ˈ b z ɒ n / [1] / ˈ b s ɒ n / [2] ) es una partícula subatómica cuyo número cuántico de espín tiene un valor entero (0, 1, 2, ...). Los bosones forman una de las dos clases fundamentales de partículas subatómicas, la otra son los fermiones , que tienen un espín impar semientero ( 12 , 32 , 52 , ...). Cada partícula subatómica observada es un bosón o un fermión. Paul Dirac acuñó el nombre de bosón para conmemorar la contribución de Satyendra Nath Bose , un físico indio.

Algunos bosones son partículas elementales que desempeñan un papel especial en la física de partículas, distinto del papel de los fermiones (que a veces se describen como los constituyentes de la "materia ordinaria"). Ciertos bosones elementales (por ejemplo, los gluones ) actúan como portadores de fuerza , que dan lugar a fuerzas entre otras partículas, mientras que uno (el bosón de Higgs ) contribuye al fenómeno de la masa . Otros bosones, como los mesones , son partículas compuestas formadas por constituyentes más pequeños.

Fuera del ámbito de la física de partículas, múltiples bosones compuestos idénticos (en este contexto, a veces conocidos como " partículas de Bose ") se comportan a altas densidades o bajas temperaturas de una manera característica descrita por las estadísticas de Bose-Einstein : por ejemplo, un gas de átomos de helio-4 se convierte en un superfluido a temperaturas cercanas al cero absoluto. De manera similar, la superconductividad surge porque algunas cuasipartículas , como los pares de Cooper , se comportan de la misma manera.

Nombre

El nombre bosón fue acuñado por Paul Dirac [3] [4] para conmemorar la contribución de Satyendra Nath Bose , un físico indio . Cuando Bose era lector (más tarde profesor) en la Universidad de Dhaka , Bengala (ahora en Bangladesh ), [5] [6] él y Albert Einstein desarrollaron la teoría que caracteriza a dichas partículas, ahora conocida como estadística de Bose-Einstein y condensado de Bose-Einstein . [7]

Bosones elementales

Todas las partículas elementales observadas son bosones (con espín entero) o fermiones (con espín impar semientero). [8] Mientras que las partículas elementales que componen la materia ordinaria ( leptones y quarks ) son fermiones, los bosones elementales ocupan un papel especial en la física de partículas. Actúan como portadores de fuerza que dan lugar a fuerzas entre otras partículas, o en un caso dan lugar al fenómeno de la masa .

Según el Modelo Estándar de Física de Partículas hay cinco bosones elementales:

Bosones compuestos

Las partículas compuestas (como los hadrones , los núcleos y los átomos ) pueden ser bosones o fermiones según sus constituyentes. Dado que los bosones tienen espín entero y los fermiones espín impar semientero, cualquier partícula compuesta formada por un número par de fermiones es un bosón.

Los bosones compuestos incluyen:

Como partículas cuánticas , el comportamiento de múltiples bosones indistinguibles a altas densidades se describe mediante las estadísticas de Bose-Einstein . Una característica que se vuelve importante en la superfluidez y otras aplicaciones de los condensados ​​de Bose-Einstein es que no hay restricción en el número de bosones que pueden ocupar el mismo estado cuántico . Como consecuencia, cuando, por ejemplo, un gas de átomos de helio-4 se enfría a temperaturas muy cercanas al cero absoluto y la energía cinética de las partículas se vuelve insignificante, se condensa en un estado de baja energía y se convierte en un superfluido .

Cuasipartículas

Se observa que ciertas cuasipartículas se comportan como bosones y siguen las estadísticas de Bose-Einstein , incluidos los pares de Cooper , los plasmones y los fonones . [10] : 130 

Véase también

Notas explicativas

  1. ^ A pesar de ser el portador de la fuerza gravitacional que interactúa con la masa, la mayoría de los intentos de gravedad cuántica han esperado que el gravitón no tenga masa, al igual que el fotón no tiene carga eléctrica y los bosones W y Z no tienen "sabor" .
  2. ^ Los nucleidos de números de masa par comprenden  153 /254 = 60% de todos los nucleidos estables. Son bosones, es decir, tienen espín entero, y casi todos ellos (148 de los 153) son nucleidos de protón par/neutrón par (EE). Los nucleidos EE necesariamente tienen espín 0 debido al apareamiento. Los 5 nucleidos bosónicos estables restantes son nucleidos estables de protón impar/neutrón impar (OO) (ver Núcleos atómicos pares e impares § Protón impar, neutrón impar ). Los cinco nucleidos bosónicos impares-impares son:

    Cada uno de los cinco tiene un espín entero distinto de cero.

Referencias

  1. ^ "bosón". Diccionario de inglés Lexico UK . Oxford University Press . Archivado desde el original el 9 de julio de 2021.
  2. ^ Wells, John C. (1990). Diccionario de pronunciación Longman . Harlow, Inglaterra: Longman. ISBN 978-0582053830.Entrada "Bosón"
  3. ^ Notas sobre la conferencia de Dirac Desarrollos en la teoría atómica en Le Palais de la Découverte, 6 de diciembre de 1945 . Papeles UKNATARCHI Dirac. BW83/2/257889.
  4. ^ Farmelo, Graham (25 de agosto de 2009). El hombre más extraño: La vida oculta de Paul Dirac, el místico del átomo. Basic Books. pág. 331. ISBN 9780465019922.
  5. ^ Daigle, Katy (10 de julio de 2012). "India: Ya basta de Higgs, hablemos del bosón". Associated Press . Consultado el 10 de julio de 2012 .
  6. ^ Bal, Hartosh Singh (19 de septiembre de 2012). "The Bose in the Boson". Latitude (blog). The New York Times . Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2012. Consultado el 21 de septiembre de 2012 .
  7. ^ "Bosón de Higgs: La poesía de las partículas subatómicas". BBC News . 4 de julio de 2012 . Consultado el 6 de julio de 2012 .
  8. ^ Carroll, Sean (2007). Guía . Materia oscura, energía oscura: el lado oscuro del universo. The Teaching Company. Parte 2, pág. 43. ISBN 978-1598033502... bosón: Partícula portadora de fuerza, a diferencia de una partícula de materia (fermión). Los bosones pueden apilarse uno sobre otro sin límite. Algunos ejemplos son los fotones, los gluones, los gravitones, los bosones débiles y el bosón de Higgs. El espín de un bosón es siempre un número entero: 0, 1, 2, etcétera...
  9. ^ Qaim, Syed M.; Spahn, Ingo; Scholten, Bernhard; Neumaier, Bernd (8 de junio de 2016). "Usos de partículas alfa, especialmente en estudios de reacción nuclear y producción de radionúclidos médicos". Radiochimica Acta . 104 (9): 601. doi :10.1515/ract-2015-2566. S2CID  56100709 . Consultado el 22 de mayo de 2021 .
  10. ^ Poole, Charles P. Jr. (11 de marzo de 2004). Diccionario enciclopédico de física de la materia condensada. Academic Press. ISBN 978-0-08-054523-3.