ボーズ・アインシュタイン統計とは？
ぼーず・あいんしゅたいんとうけい
ボーズ・アインシュタイン統計とは、光子などの整数スピンを持つ粒子（ボソン）の集団が従う量子統計の法則です。
ボーズ・アインシュタイン統計は、1924〜1925年にインドの物理学者サティエンドラ・ナート・ボーズとアルベルト・アインシュタインが共同で構築した量子統計力学の理論です。整数スピン（0, 1, 2, …）を持つ粒子群――ボソン――の平衡状態における粒子数分布を記述します。
古典的なマクスウェル・ボルツマン統計と最大の違いは、パウリの排他原理が適用されない点にあります。フェルミオン（半整数スピン粒子）は同一の量子状態に2粒子以上入れませんが、ボソンは同一状態にいくつでも詰め込むことができます。この性質のため、低温になると多数のボソンが最低エネルギー状態に集中する「ボーズ・アインシュタイン凝縮」という現象が現れます。
ボーズ・アインシュタイン統計が適用される代表的な粒子や現象には次のものがあります。
- 光子（フォトン）——レーザー光の同一状態への集中はこの統計に由来する
- ヘリウム-4の超流動——低温でボソンとして振る舞う
- 超伝導体のクーパー対——電子対がボソン的性質を持つ
- ボーズ・アインシュタイン凝縮（BEC）——超低温原子気体で実験的に実現
この統計はプランクの黒体放射公式の理論的根拠となるなど、現代物理学の基盤をなす重要な法則です。
使い方・例文
「光子は整数スピンを持つボソンなので、ボーズ・アインシュタイン統計に従い、レーザーのように同一状態に多数の光子が集中できる」という説明で登場します。
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