Todas las partículas fundamentales, como los electrones y los fotones, tienen un grado intrínseco de libertad llamado “giro”, que en muchas situaciones actúa como una forma de momento angular.
Un bosón es una partícula con un giro total que es igual a un número entero (0,1,2, …) multiplicado por la constante de Planck ([matemática] \ hbar [/ matemática]). Por ejemplo, los fotones (las partículas que componen la luz) son bosones que tienen giros totales de solo [math] \ hbar [/ math]. Esto contrasta con los electrones, que son fermiones y tienen giros de [math] \ hbar / 2 [/ math]. Todas las partículas que transportan la fuerza fundamental (fotón, gluón, W, Z) son bosones.
Los bosones obedecen las estadísticas de Bose-Einstein, lo que significa que cualquier número de bosones del mismo tipo puede ocupar el mismo estado físico. Esto puede parecer de poca consecuencia práctica, pero implica que las partículas compuestas, incluidos los átomos enteros, con números de espín enteros pueden condensarse en una forma especial de materia llamada condensado de Bose-Einstein:
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Condensación de Bose-Einstein de los átomos de rubidio
También es la razón por la cual el helio ([matemáticas] ^ {4} \ textrm {He} [/ matemáticas] es un bosón) se vuelve superfluido por debajo de 2,17 K, y los fotones en una región del espacio pueden tener exactamente la misma longitud de onda y polarización ( haciendo láser posibles).