Bosonen

Als Bosonen bezeichnet man Teilchen mit ganzzahligem Spin. Bosonen unterliegen nicht dem Pauli-Prinzip, deshalb können viele Bosonen im gleichen quantenmechanischen Zustand sein. Sie unterscheiden sich von den Fermionen in der Symmetrie ihrer Wellenfunktionen.

elementare Bosonen

Bosonische Elementarteilchen sind Überträger von Kräften. Jede Kraft wird durch ein oder mehrere Arten von Bosonen übertragen. Überträger der elektromagnetischen Kräfte sind die Photonen, die Lichtteilchen. Die schwache Kernkraft wird durch W- und Z- Bosonen übertragen. Für die Schwerkraft oder Gravitation sind die hypothetischen Gravitonen verantwortlich, die aber noch nicht direkt beobachtet wurden. Die starke Kernkraft kann man mit dem Austausch von Gluonen erklären, vereinfachend kann man diese anziehende Kraft im Atomkern aber auch mit dem Austauch zusammengesetzter Bosonen, den Pi-Mesonen erklären.

Zusammengesetzte Bosonen - Kondensat

Nicht nur Elementarteilchen können sich wie Bosonen verhalten. Auch aus Fermionen zusammengesetzte Teilchen können sich wie Bosonen verhalten, wenn sie einen ganzzahligen Gesamtspin haben und die Bindungskräfte zwischen den Fermionen stärker sind als äußere Einwirkungen.

Das einfachste Beispiel für zusammengesetzte Bosonen sind die aus je zwei Quarks bestehenden Mesonen. Aber auch ganze Atome oder gar Moleküle deren Einzelspins sich zu einer ganzen Zahl addieren nennt man Bosonen. Solche Bosonen bilden bei tiefen Temperaturen ein Bose-Einstein-Kondensat. Im Jahr 2001 wurde der Physik-Nobelpreis für die Herstellung von solchen Kondensaten verliehen.