Modèle standard des particules
Bosons

Les particules élémentaires comprennent :

1. les fermions - spin 1/2 - qui constituent la matière :

• les quarks,
• les leptons ;

2. les bosons, comprenant :

• les bosons de jauge -  spin 1 - vecteurs de force qui servent de " colle " pour lier la matière,
• le boson de Higgs - boson scalaire de spin 0 - qui donne une masse aux particules (le graviton est encore hypothétique).

Vue d'ensemble des bosons

En mécanique quantique, un boson -  nom donné par Paul Dirac en l'honneur de Satyendra Nath Bose (1894-1974) - est une particule de spin entier qui :

• suit la statistique de Bose-Einstein, pendant de celle de Fermi-Dirac (théorème spin-statistique) pour les fermions, qui décrit leur distribution statistique ;
• n'est pas assujetti au principe d'exclusion de Pauli : plusieurs bosons peuvent occuper simultanément un même état quantique, ce qui n'est pas le cas des fermions.

Particules élémentaires

Les bosons, en tant que particules élémentaires, représentent des quanta d'énergie-impulsion qui constituent des interactions élémentaires ou fondamentales et incluent :

1. Les bosons de jauge (en anglais " gauge boson ") de spin $1$, agissent comme porteurs ou vecteurs d'une interaction élémentaire. Ce sont :

• les gluons, boson de jauge de l'interaction forte,

• 

  les photons, bosons de jauge de l'interaction électromagnétique,
• les bosons W^± et Z⁰, bosons de jauge de l'interaction faible.

Les particules élémentaires exercent l'une sur l'autre des forces par échange de bosons de jauge.

2. Le boson de Higgs (ou boson scalaire) de spin $0$, donne une masse aux bosons W^± et Z⁰ et aux fermions, grâce à la manifestation la plus simple du mécanisme de Brout-Englert-Higgs,

Particules composites

Comme les fermions, les bosons peuvent aussi être des particules composites tels que :

• les mésons qui sont composés d'un quark et d'un antiquark ;
• les noyaux à nombre de masse pair ($^4He$, $^{12}C$, $^{208}Pb$) ;

• 

  certaines quasi-particules (ou quasiparticules).

Ces quasi-particules sont étudiés dans une branche de la physique appelée physique condensée : elle étudie les propriétés macroscopiques des systèmes où les interactions sont nombreuses, comme dans les solides, les liquides…, et non à l'état libre.

Ces particules à spin entier sont représentées par exemple par :

• les paires de Cooper : électrons liés entre eux à basse température, ce qui explique la supraconductivité ;
• les plasmons : quantum d'oscillations de plasma (ou fréquence plasma), c'est-à-dire de charges électriques dans les milieux conducteurs (métal, plasma) ;
• les phonons : quanta d'énergie de vibration dans un solide cristallin, en référence au photon est une quantification de vibrations lumineuses.

Bosons de jauge de
l'interaction forte : gluons