Les bosons sont les particules vectrices de forces. Ce sont les messagers du monde quantique. Lorsque deux électrons se repoussent, ils échangent un photon. Lorsque des quarks s'assemblent au sein d'un proton, ils échangent des gluons. Lorsqu'un noyau subit une désintégration bêta, il émet un boson W. Chaque force fondamentale possède son propre boson, et ensemble, ils rendent compte de toutes les interactions entre les particules de matière.

Les bosons diffèrent des fermions de manière cruciale. Les fermions obéissent au principe d'exclusion de Pauli, ce qui signifie que deux particules ne peuvent occuper le même état quantique. Les bosons, quant à eux, peuvent se regrouper dans un même état, et le privilégient. Ce comportement engendre des effets remarquables. Les lasers fonctionnent car les photons sont des bosons et peuvent occuper le même mode. Les superfluides et les supraconducteurs apparaissent lorsque des bosons se condensent en un seul état quantique. Le boson de Higgs constitue un cas particulier. Il n'est pas un vecteur de force au sens usuel. Il est le quantum du champ de Higgs, qui confère une masse aux autres particules.

Faits sur les bosons

• Porteurs de force. Photon, gluon, W, Z et graviton.
• Spin entier. Les bosons ont un spin entier.
• Condensat de Bose-Einstein. Un état où les bosons occupent le même état quantique.
• Boson de Higgs. Donne une masse aux autres particules.

Le mot boson rend hommage à Satyendra Nath Bose, dont les travaux sur les statistiques des photons ont jeté les bases de ce concept.