玻色一生致力於統計數學、電磁學、輻射理論和熱力學等領域的研究。他的主要貢獻是對一組自旋為0,1……等整數角動量的亞原子的特性進行了研究,它包括介子類、光子、偶質量數核以及兩種直到1983年才探測到的粒子,後被統稱為“玻色子”(合群粒子)。1924年,他在研究微觀粒子運動狀態的量子化及微觀粒子的“全同性”時,首先提出了與經典的“費密-狄喇克統計法”不同的電磁輻射類似氣體性質的理論。同年獲準赴歐洲,在法國與路易·維克多·德·布羅伊和瑪麗·居里工作了一年時間。
1925年,玻色將他的研究結果以論文形式寄給了當時尚在德國工作的著名物理學家阿爾伯特·愛因斯坦,引起了後者的高度重視,並將它用於原子氣體的研究中,進而推測出原子可以處於任何一個能級(原子的能量從低到高的排列);但在非常低的溫度下,大部分原子會突然跌落到最低的能級上。同年,他應邀到柏林,與愛因斯坦一起從事研究工作,他的論文也經後者修改補充後被譯成德文發表。由於他沒有博士學銜,儘管愛因斯坦極力推薦,也很難在該國謀得一份大學教職。遂於次年回國,出任達卡大學的物理系主任。
由於玻色的理論專用於不遵從“泡利不相容原理”的粒子(玻色子),故確立了他在量子力學領域中的地位。該理論後被定名為“玻色-愛因斯坦統計法”。而愛因斯坦對不同狀態的物質在超低溫下突然“凝聚”到同一狀態的理論,亦被物理學界稱之為“玻色-愛因斯坦凝聚態”(該理論已於1995年6月,由美國科學家康奈爾、維曼和德國科學家克特勒分別在銣原子蒸氣中予以證實)。
後來,玻色又對德國物理學家馬克斯·普朗克提出的“量子假說”進行了系統地研究,精確了“普朗克常數”的數值,並修正了“普朗克分布定律”。此外,他還從事過生物學、化學、地質學、動物學、人類學、工程學,以及孟加拉語和英語文學等其它學科的研究,並頗有建樹。晚年致力於促成將孟加拉語作為一門大學教學語言,並翻譯過許多國外的科學論文。1944年當選為印度科學協會主席。1958年當選為皇家學會會員。1974年2月4日在加爾各答去世,終年80歲。
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