Gas di Bose

In meccanica statistica, il gas di Bose è la descrizione quantistica di un gas ideale. Si tratta di un gas composto da bosoni, caratterizzati da un valore di spin intero, che obbediscono alla statistica di Bose-Einstein. Un esempio è il gas di fotoni.

In un gas ideale classico le particelle sono distinguibili e ogni stato può essere occupato da un numero arbitrario di particelle, e si descrive il sistema con la statistica di Maxwell-Boltzmann; in un gas ideale quantistico le particelle sono indistinguibili, e nella statistica si deve tener conto di questo fatto. Nel caso di un gas di bosoni, gli stati possono ancora essere occupati da un numero arbitrario di particelle, per cui si segue la statistica di Bose-Einstein, mentre, nel caso di un gas di fermioni, ogni stato può essere occupato al più da una particella, secondo il principio di esclusione, e si usa la statistica di Fermi-Dirac.

La meccanica statistica dei bosoni è stata inizialmente sviluppata da Satyendra Nath Bose per i fotoni, e successivamente generalizzata a particelle massive da Albert Einstein, il quale scoprì che a basse temperature un gas ideale di bosoni forma un condensato, detto condensato di Bose-Einstein.