Como dijo Yucel, y es probable que otros digan: los bosones son partículas de espín entero. Eso significa que más de uno puede ocupar un estado cuántico dado.
Pero creo que es importante agregar algunos comentarios de color. (Sin juego de palabras, para personas con mentalidad QCD).
Primero, no debería estar del todo claro por qué las partículas de espín entero pueden ocupar estados cuánticos de manera diferente a las partículas de espín no entero. De hecho, la palabra “girar” probablemente no significa lo que crees que significa. Es un tipo de momento angular, pero cuando se habla del giro de un electrón, no se parece en nada al giro de una pelota de béisbol. “Girar” como se usa en la mecánica cuántica no tiene un buen análogo.
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Segundo, “bosón” es una especie de término general. Como “auto”. Hay sedanes, autos deportivos, camionetas, etc. Esos son todos autos. La palabra “bosón” tiene el mismo nivel de generalidad que “automóvil”, en la medida en que hay muchos tipos diferentes de bosones.
Tercero, los “bosones” no se limitan a partículas subatómicas. Ciertos isótopos de núcleos de helio, por ejemplo, son bosones. Helio-4, en particular. Si no lo sabe, este es un sistema compuesto que consta de dos protones y dos neutrones. Ciertos isótopos de rubidio también lo son. Estos núcleos se usaron para producir el primer condensado de Bose-Einstein. (¡Sea lo que sea!)
Cuarto, solo para completar, el “otro” tipo de partícula se llama fermión. Estas son partículas con giros de medio entero. (Y dado que el espín se cuantifica en unidades de medio entero, todo es un fermión o un bosón.) Los fermiones no tienen la propiedad de que más de un fermión pueda ocupar un estado cuántico.
Vale, vale, ahora sobre gluones. Los gluones son “portadores de fuerza”. En la visión del mundo de la teoría cuántica de campos, todas las fuerzas son transportadas (o “mediadas”) por ciertas partículas. De hecho, esas partículas son necesariamente bosones, por razones que no son obvias. (Pero para estar seguros, no todos los bosones son portadores de fuerza). Más detalladamente, cuando dos cosas experimentan un cierto tipo de fuerza entre ellos, ya sea una fuerza electromagnética, una fuerza nuclear débil, una fuerza nuclear fuerte o incluso algo exótico. fuerza actualmente no descubierta: el paradigma de la teoría del campo cuántico dice que la fuerza ocurre como resultado de las dos cosas que escupen o absorben partículas portadoras de fuerza.
En ese contexto, los gluones son los portadores de la fuerza de la fuerza nuclear fuerte. Como su nombre lo indica, es … fuerte. También es de muy corto alcance, por lo que realmente solo es relevante en escalas atómicas. De hecho, puede tener una idea aproximada de cuán corto es con solo mirar la estabilidad de los elementos pesados.
Advertencia: aquí viene una digresión. Si todo lo que quería saber sobre los gluones, puede dejar de leer ahora.
Si no supieras que existía la fuerza fuerte, podrías estar confundido acerca de la existencia de núcleos atómicos. Aquí tienes todos estos protones, partículas cargadas positivamente, todos agrupados en un pequeño espacio en un núcleo. Hay electrones en la imagen, pero esos electrones están muy lejos. Recordando que las partículas cargadas positivamente repelen otras partículas cargadas positivamente, te preguntarás cómo demonios puedes atascar, digamos, 50 protones en una pequeña bola apretada y hacer que sea estable.
La fuerza fuerte responde eso. Incluso si no supieras nada más al respecto … no sabías sobre gluones, quarks o lo que sea … podrías estar contento con el hecho empírico de que sea cual sea la fuerza fuerte, es lo suficientemente fuerte como para mantener unidos ciertos núcleos a pesar de su electromagnética repulsión.
A medida que observa núcleos cada vez más grandes, observa que se vuelven cada vez menos estables. Eso es (en parte) porque la fuerza fuerte es de tan corto alcance, que cuando un núcleo crece lo suficiente, la repulsión electromagnética de dos protones muy distantes no está “equilibrada” por una fuerte atracción de fuerza. Entonces el núcleo comienza a desgarrarse.
De todos modos, ahí lo tienes. Los gluones son portadores de fuerza. Hay mucho más que uno puede decir sobre ellos, porque la fuerza nuclear fuerte es un poco extraña. Pero ahora parece un buen momento para detenerse.
