Quelles sont les vagues de matière?

Les vagues de matière, également appelées vagues de Broglie, sont la nature ressemblant à des vagues de toutes les matières, y compris les atomes qui composent votre corps.L'une des premières et les plus importantes conclusions de la physique quantique est que les électrons ont une nature à double onde-particules.Il est rapidement devenu évident que toute la matière a cette double nature, mais parce que la matière conventionnelle a une importance élevée par rapport aux électrons, la longueur d'onde des ondes de matière est très petite, et dans la plupart des cas à peine perceptible.Par exemple, la longueur d'onde de la question qui constitue une personne est de l'ordre de 10 ^{−35 mètres} , beaucoup plus petite que ce qui peut être observé en utilisant les technologies de mesure actuelles.

Le concept des ondes de matière a d'abord été élucidé par le physicien français LouisDe Broglie, qui étendait les premières théories proposées par Albert Einstein, Max Planck et Neils Bohr.Bohr a principalement étudié le comportement quantique des atomes d'hydrogène, tandis que De Broglie a essayé d'étendre ces idées pour déterminer une équation de longueur d'onde pour toutes les matières.De Broglie a proposé une théorie et l'a présentée dans sa thèse de doctorat de 1924, pour laquelle il a reçu le prix Nobel de physique en 1929. Il s'agissait du premier cas où le prix Nobel a été décerné pour une thèse de doctorat.Les relations de Broglie décrivent la nature à double onde-particules de toutes les matières.Ces relations indiquent que la longueur d'onde d'une particule est inversement proportionnelle à son élan (vitesse des temps de masse) et sa fréquence est proportionnelle à son énergie cinétique, qui est une valeur dépendante du cadre (relative).Ainsi, les particules à faible élan, comme les électrons à température ambiante, ont une longueur d'onde de Broglie d'environ 8 nanomètres.Les particules avec une quantité de mouvement encore plus faible, comme les atomes d'hélium à des températures de seulement quelques nanokelvins, peuvent avoir des ondes de matière avec des longueurs d'onde aussi longues que quelques microns.Dans de telles conditions inhabituelles, les réalités du monde quantique sont presque évoquées dans un royaume macroscopique.

Les théories de Broglies des vagues de matière ont été confirmées en 1927, lorsque les scientifiques de Bell Labs Lester Germer et Clinton Davisson ont tiré des électrons lents à un mouvement lent lors d'unecible de nickel cristalline.Le schéma de diffraction résultante a démontré les caractéristiques de type onde des électrons, similaires à celles connues pour être affichées par des photons tels que ceux des rayons X.Les ondes de matière n'ont pu être observées que dans ce cas parce que les électrons utilisés pour les produire avaient une très faible élan.Depuis 1927, la nature en forme d'onde de diverses autres particules élémentaires a été démontrée empiriquement.