Bozony (ang. boson od nazwiska fizykaSatyendra Bose) – cząstki posiadające całkowityspin[1] (1, 2, 3...). W świecie cząstek elementarnych odgrywają one kluczową rolę, ponieważ przenoszą oddziaływania[2]. Większość bozonów to cząstki złożone, jednakże 12 z nich (tak zwanebozony cechowania) sącząstkami elementarnymi, niezłożonymi z mniejszych cząstek (cząstki fundamentalne).
Każda cząstka jest bozonem lubfermionem, zależnie od posiadanego spinu – twierdzenie statystyki spinowej narzuca wynikającą z niego statystykę kwantową, która odróżnia fermiony od bozonów. Zgodnie zmodelem standardowym fermiony są cząstkami elementarnymi „materii”, natomiast bozony przenoszą oddziaływania.
W związku ze spinem całkowitym (twierdzenie o związku spinu ze statystyką), nieoddziałujące bozony podlegająstatystyce Bosego-Einsteina. Jedną z jej konsekwencji jest istnieniekondensatu Bosego-Einsteina, „piątego”stanu skupienia materii, w którym dowolna liczba bozonów może dzielić ten sam stan kwantowy.
Oddziaływaniawirtualnych bozonów z rzeczywistymi fermionami nazywamyoddziaływaniami podstawowymi. Zachowanie pędu w tych oddziaływaniach objawia się matematycznie we wszystkich znanych siłach. Bozony uczestniczące w tych oddziaływaniach nazywamybozonami cechowania. Są to:
Cząstki złożone z kilku innych cząstek (tak jakprotony lubneutrony) mogą być zarówno fermionami, jak i bozonami, zależnie od ich całkowitego spinu. Z tego powodu wielejąder atomowych jest bozonami. Pomimo tego, że cząstki tworzące jądra, tj. proton, neutron, a także krążące wokół jądra elektrony, są fermionami, możliwe jest by jeden pierwiastek (na przykładhel) miałizotopy będące fermionami (np.3He) i inne będące bozonami (np.4He). (3He) jest złożony z jednego neutronu, dwóch protonów [PNP] i dwóch elektronów. Podobnie jądro(!)deuteru (2H), złożone z jednego protonu i jednego neutronu [NP] jest bozonem, podczas gdy jądrotrytu (3H), które jest złożone z dwóch neutronów i jednego protonu [NPN] jest fermionem.
Różnica pomiędzy statystykami bozonów i fermionów istnieje wyłącznie przy dużych gęstościach – kiedy ich funkcje zachodzą na siebie. W niskich gęstościach, obydwie statystyki redukują się dostatystyki Maxwella-Boltzmanna, więc zarówno bozony i fermiony zachowują się jak cząsteczki klasyczne.
