全同粒子與統計
玻色子
玻色子是這樣一類粒子:它們的聯合波函數在交換下是對稱的——交換其中兩個,狀態便原樣返回,符號毫無變化。它們的定義性特徵是整數自旋——自旋為零、一、二等等,以約化普朗克常數為單位。光的粒子光子,是最為人熟知的玻色子,膠子、W 與 Z 粒子以及希格斯粒子也都是。
對稱的規則使玻色子善於合群。同種玻色子非但不彼此迴避,反而比單憑偶然所預期的更容易扎堆進入同一個量子態。任意數目的玻色子都能共享同一個態,而且已經在那裡的越多,下一個加入就越踴躍。這種群居的傾向,正是雷射背後的引擎——其中海量光子步調一致地行進——也是超冷原子玻色—愛因斯坦凝聚背後的引擎。
複合物體也可以是玻色子,只要它由偶數個費米子構成,使其自旋相加成整數即可。氦-4 原子由偶數個質子、中子和電子組成,表現得就像玻色子,並能成為無摩擦流動的超流體。無論是基本的還是複合的,把所有玻色子聯繫在一起的,是藏在它們交換對稱性中的那個簡單的加號。
integer spin (0, 1, 2, ...); any number may share one state
玻色子帶整數自旋,樂於擠在一起——這是雷射與凝聚態的基礎。
整數自旋與對稱統計之間的聯繫並非額外的假設,而是一條深刻的結論——自旋統計定理,它在相對論性量子場論中得到證明。
又稱
另見