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玻色子是什麼

玻色子是一類遵循玻色-愛因斯坦統計的粒子,其特點是自旋量子數為整數(例如0, 1, 2, ...)。它們不遵守泡利不相容原理,意味著多個全同的玻色子可以處於同一個量子態。在低溫時,玻色子可以發生玻色-愛因斯坦凝聚。與玻色子相對的是費米子,它們遵循費米-狄拉克統計,自旋量子數為半整數(例如1/2, 3/2, ...)。物質的基本結構主要由費米子構成,而物質之間的基本相互作用則由玻色子傳遞。

基本玻色子包括:

光子:電磁相互作用的媒介粒子,質量為零,電中性,自旋為1。

膠子:強相互作用的媒介粒子,質量為零,電中性,自旋為1,有8種。

Z玻色子:弱相互作用的媒介粒子,不帶電,自旋為1。

W玻色子:弱相互作用的媒介粒子,分別帶正、負一個電子電量,自旋為1。

希格斯玻色子:在GSW電弱統一理論中引起規範對稱性自發破缺並給其他基本粒子提供質量的粒子,自旋為0,質量約為125GeV。它在2012年被歐洲核子中心的大型強子對撞機實驗發現。

複合玻色子包括:

介子:由一個正夸克和一個反夸克組成的強子,如π、ρ、K等。

氘核:由一個質子和一個中子組成的原子核。

氦-4:由兩個質子和兩個中子組成的原子核。

這些粒子在粒子物理學中扮演著關鍵角色,傳遞基本相互作用並影響物質的基本性質。