Boson

Bosonen (nach dem indischen Physiker Satyendranath Bose) sind alle Teilchen, die sich gemäß der Bose-Einstein-Statistik verhalten, in der u. a. mehrere ununterscheidbare Teilchen den gleichen Zustand einnehmen können. Dem Spin-Statistik-Theorem zufolge haben sie einen ganzzahligen Eigendrehimpuls (Spin) in Einheiten der reduzierten Planck-Konstante ${\displaystyle \hbar }$. Daran kann man sie unterscheiden von den Fermionen mit halbzahligem Spin und den Anyonen mit beliebigem (auch gebrochenzahligem) Spin; beide Typen haben damit einhergehend andere statistische Eigenschaften.

Im Standardmodell der Teilchenphysik sind die Austauschteilchen, die die Kräfte zwischen den Fermionen vermitteln, elementare Bosonen mit einem Spin von 1, wie z. B. das Photon als Überträger der elektromagnetischen Kraft. Auch das hypothetische Graviton als Träger der Gravitation ist ein Boson, allerdings mit einem Spin von 2. Darüber hinaus existiert mit dem Higgs-Boson im Standardmodell ein Boson mit einem Spin von 0.

Andere Bosonen sind aus mehreren Teilchen zusammengesetzt wie z. B. die Cooper-Paare aus Elektronen und Phononen als Ladungsträger im Supraleiter, Atomkerne mit einer geraden Nukleonenzahl oder die Mesonen, also subatomare Quark-Antiquark-Paare. Des Weiteren können auch Quasiteilchen bosonische Eigenschaften zeigen, wie die bereits erwähnten Phononen oder die Spinonen.