Mostrar código-fonte de Bóson

{{mais fontes|data=Novembro de 2011}}
{{Variante-português|bosão|bóson}}
[[Imagem:Standard Model of Elementary Particles.svg|thumb|right|250px|O Modelo das Partículas elementares com os bósons na última coluna]]
O {{PBPE|bóson|bosão}} é uma [[partícula]] que possui [[spin]] inteiro (em unidades de <math>\hbar</math>) e obedece à [[estatística de Bose-Einstein]].<ref name="iupac.boson">{{GoldBookRef|artigo=B00716|título=boson}}</ref> Ele tem este nome em homenagem ao [[física|físico]] [[Índia|indiano]] [[Satyendra Nath Bose]].<ref name="timesofindia">[[The Times of India]], [[Santosh Mathew]], ''Bosons everywhere, but Bose not to be found'', artigo de 13 de setembro de 2011 [http://articles.timesofindia.indiatimes.com/2011-09-13/santhosh-mathew/30148982_1_god-particle-higgs-boson-higgs-field (em linha)]</ref> Entre os exemplos de bósons estão as partículas elementares, como o [[fóton]], o [[glúon]], o [[bóson de Higgs]], e partículas compostas, como [[méson]]s e núcleos atômicos estáveis, como o [[hélio-4]].

== Motivação ==

As partículas microscópicas exibem propriedades que, no começo do século XX, motivaram o surgimento da [[mecânica quântica]]. O problema da identidade das partículas, antes tido como ponto pacífico pela [[mecânica clássica]], toma feição inteiramente nova.

Duas partículas que podem ser distinguidas pela posição na mecânica clássica já não o podem ser pela mecânica quântica. Isso decorre pela imprecisão inerente às medidas efetuadas sobre os [[Observável|observáveis]], que correspondem, ''grosso modo'', à noção de [[Propriedade física|propriedade]] da mecânica clássica.

A imprecisão da mecânica quântica decorre do [[princípio da incerteza]] de [[Heisenberg]], que estipula restrição para a medição simultânea de propriedades incompatíveis, que são aquelas relacionadas pelo princípio da incerteza.

==Estatística quântica==
Com o advento da [[mecânica quântica]] as noções de distinguibilidade das partículas subatômicas e da ocupação de estados de energia sofreu sérias reformulações.

No começo do [[século XX]], [[Boltzmann]] havia chegado à forma correta da distribuição do número de partículas em função do [[nível de energia]]. Mas isso no âmbito da mecânica clássica.

Contudo, principalmente com o surgimento da moderna teoria quântica, o conceito de trajetória se torna seriamente prejudicado, quando não totalmente desnecessário e contraditório.

Uma trajetória implica o deslocamento, no espaço (e é claro, no tempo) de uma partícula, idealizada como um ponto matemático. Nesse sentido, uma trajetória física corresponderia, na matemática, a uma curva suave e [[Derivada|diferenciável]], completamente contínua em todos os seus pontos.

Porém, mesmo no trabalho de [[Albert Einstein|Einstein]] sobre o [[movimento browniano]] em 1905 (publicado juntamente com outros três trabalhos: sobre o [[efeito fotoelétrico]], sobre o [[calor específico]] dos sólidos e sobre a relatividade), esse cientista postulou trajetórias em ''zig-zag'', descontínuas em inúmeros (para não dizer infinitos) pontos, para as moléculas e átomos, assim como também as partículas movidas, fossem elas partículas de pó, pólen, dentre outras. Assim, ainda no cenário da física clássica, as trajetórias suaves já não eram ponto pacífico.

Com o entendimento trazido à luz pela interpretação do [[Princípio da incerteza de Heisenberg|princípio da incerteza]] de Heisenberg, e pela interpretação estatística da [[função de onda]] dada por [[Max Born]] foi totalmente por terra a noção de que a partícula tinha trajetória definida.

Assim sendo, não se podem distinguir partículas cujas características sejam idênticas se se aproximam muito uma da outra, porque então não se pode identificá-las pela trajetória, já que para pontos muitos próximos, dependendo da velocidade, os pontos já não são discerníveis. A relação matemática que rege essa indeterminação fundamental é a [[Princípio da incerteza de Heisenberg|relação da incerteza]] de Heisenberg:

<center>['''X'''<sub>k</sub>,'''P'''<sub>l</sub>] = i<math>\hbar\delta_kl</math></center>

onde X<sub>k</sub> representa o [[Operador (física)|operador]] posição e P<sub>l</sub> representa o operador de [[momento linear]]

Dentro desse entendimento, a [[distribuição de Boltzmann]] não é mais válida, senão como '''aproximação'''. Verificou-se que as distribuições válidas para partículas com carácter manifestamente quântico, são as seguintes:

*[[Estatística de Fermi-Dirac|Distribuição de Fermi-Dirac]]
*[[Estatística de Bose-Einstein|Distribuição de Bose-Einstein]]

A primeira é válida para partículas de [[spin]] semi-inteiro ( 1/2, 3/2, 5/2...),em unidades de <math>\hbar</math>, ou seja, para os [[férmion]]s, ao passo que a segunda é a distribuição válida para partículas de spin inteiro (0,1,2,3...), ou seja, para os bósons, assunto deste artigo.

Pode-se explicar qualitativa e sucintamente, de forma simplificada, que os bósons podem ter as suas funções de onda explicitadas ''separadamente'' em coordenadas espaciais e nas coordenadas de spin. A função de onda para os bósons são '''funções simétricas''' perante a inversão simultânea das coordenadas espaciais e das coordenadas de spin.

{{Referências}}

{{Partículas elementares}}
{{Portal3|Ciência|Física}}
{{Controle de autoridade}}

[[Categoria:Partículas|Boson]]
[[Categoria:Bósons|*]]
[[Categoria:Satyendra Nath Bose]]