Bosonen sind die Teilchen, die Kräfte übertragen. Sie sind die Boten der Quantenwelt. Wenn sich zwei Elektronen abstoßen, tauschen sie ein Photon aus. Wenn sich Quarks in einem Proton verbinden, tauschen sie Gluonen aus. Wenn ein Atomkern einem Beta-Zerfall unterliegt, emittiert er ein W-Boson. Jede fundamentale Kraft hat ihr eigenes Boson, und gemeinsam vermitteln sie alle Wechselwirkungen zwischen Materieteilchen.

Bosonen unterscheiden sich in einem entscheidenden Punkt von Fermionen. Fermionen gehorchen dem Pauli-Prinzip, was bedeutet, dass keine zwei Bosonen denselben Quantenzustand einnehmen können. Bosonen hingegen verhalten sich umgekehrt. Sie können sich im selben Zustand ansammeln und bevorzugen diesen Zustand. Dieses Verhalten führt zu bemerkenswerten Effekten. Laser funktionieren, weil Photonen Bosonen sind und denselben Modus einnehmen können. Supraflüssigkeiten und Supraleiter entstehen, wenn Bosonen in einem einzigen Quantenzustand kondensieren. Das Higgs-Boson ist ein Sonderfall. Es ist kein Kraftträger im üblichen Sinne. Es ist das Quant des Higgs-Feldes, das anderen Teilchen Masse verleiht.

Fakten über das Boson

• Kraftträger. Photon, Gluon, W, Z und Graviton.
• Ganzzahliger Spin. Bosonen haben einen ganzzahligen Spin.
• Bose-Einstein-Kondensat. Ein Zustand, in dem Bosonen denselben Quantenzustand einnehmen.
• Higgs-Boson. Verleiht anderen Teilchen Masse.

Der Begriff Boson ehrt Satyendra Nath Bose, dessen Arbeit über Photonenstatistik die Grundlage für das Konzept legte.