Un boson (nommé d'après Satyendranath Bose) est une particule de spin entier, qui obéit à la statistique de Bose-Einstein. Toutes les particules élémentaires sont soit des bosons, soit des fermions (à la possible exception du plekton (en)).

Les bosons de jauge sont des particules élémentaires qui agissent comme des intermédiaires des interactions fondamentales :

le photon est le vecteur de l'interaction électromagnétique

les huit gluons de l'interaction forte

les bosons Z⁰, W^- et W⁺ de l'interaction faible

Le modèle standard de la physique des particules prédit l'existence de deux particules supplémentaires, le boson de Higgs, objet de nombreuses recherches, mais qui n'a pas été mis en évidence jusqu'à présent, et le graviton, qui serait responsable de l'interaction gravitationnelle

Les particules composées de particules plus élémentaires (telles que protons ou noyaux nucléaires) peuvent être des fermions ou des bosons, selon leur spin total (entier pour les bosons, demi-entier pour les fermions). Les fermions obéissent au principe d'exclusion de Pauli : « Un état quantique donné ne peut être occupé que par au plus un seul fermion », mais ce n'est pas le cas des bosons. Un état quantique bosonique peut être occupé par un nombre quelconque de bosons (en fait ils tendent à se rassembler dans un état quantique donné). De fait, les bosons forment difficilement des structures stables. Cette différence entre fermions et bosons est à la source de la distinction que l'on fait entre ce qui est matière, et ce qui ne l'est pas comme la lumière.

En conséquence, comme de nombreux noyaux ou atomes sont des bosons, dans certains cas ils peuvent s'accumuler dans le même niveau. Ceci permet d'expliquer :

le rayonnement du corps noir ;
les lasers ;
les propriétés étonnantes de l'Hélium 4 superfluide ;
la supraconductivité ;
la possibilité pour les atomes bosoniques de produire une condensation de Bose-Einstein ;

Exemples de bosons :

photons
bosons W^-, W⁺ et Z⁰
Hélium
état de deux électrons formant une paire de Cooper dans les matériaux supraconducteurs
boson de Higgs

[modifier] Liens externes

Caractéristiques des bosons de jauges et de Higgs d'après le Particle Data Group

Particules élémentaires :
Particules
Fermions :	quarks · leptons
Leptons :	électron · muon · tauon · neutrinos
Bosons de jauge :	photon · gluons · bosons W⁺, W^- et Z⁰
Hypothétiques :	graviton · boson de Higgs
Particules composites :
Hadrons :	baryons · mésons
Baryons :	proton · neutron · hypérons
Mésons :	pions · kaons