Boson

En mécanique quantique, un boson est une particule de spin entier, qui obéit à la statistique de Bose-Einstein. Le théorème spin-statistique différencie les bosons des fermions, qui ont un spin demi-entier. La famille des bosons inclut : des particules élémentaires : photon, gluons, bosons Z et W (les quatre bosons de jauge du modèle standard), boson de Higgs (découvert en 2012) et graviton (encore théorique) ; des particules subatomiques composites : mésons ; des noyaux et des atomes ayant un nombre de masse pair : deutérium, hélium 4, plomb 208, etc. ; quelques quasi-particules : paires de Cooper, plasmons et phonons. Alors que les particules élémentaires qui constituent la matière (leptons et quarks) sont des fermions, les bosons élémentaires sont vecteurs de force et servent de « colle » pour lier la matière. La statistique de Bose-Einstein implique une transition de phase à basse température, responsable notamment de la superfluidité de l'hélium 4 ou de la supraconductivité de certains matériaux. Cela découle du fait que cette statistique ne limite pas le nombre de bosons qui peuvent occuper le même état quantique. Contrairement aux bosons, deux fermions identiques ne peuvent occuper le même espace quantique. Plus généralement, les bosons montrent une tendance à s'agréger lors des processus d'interaction entre les particules, comme lors de l'émission stimulée de lumière qui donne lieu au laser.