Quali sono le onde materiali?

Le onde materiali, chiamate anche onde de Broglie, sono la natura simile a un'onda di tutta la materia, compresi gli atomi che compongono il tuo corpo.Uno dei primi e più importanti risultati della fisica quantistica è che gli elettroni hanno una natura a doppia particella d'onda.Presto è diventato evidente che tutta la materia ha questa doppia natura, ma poiché la materia convenzionale ha un elevato slancio rispetto agli elettroni, la lunghezza d'onda delle onde della materia è molto piccola e nella maggior parte dei casi a malapena.Ad esempio, la lunghezza d'onda della questione che compone una persona è dell'ordine di 10 ^{−35 metri} , molto più piccolo di quanto si possa osservare usando le attuali tecnologie di misurazione.

Il concetto di onde di materia è stato per la prima volta chiarito dal fisico francese Louis LouisDe Broglie, che estendeva le prime teorie proposte da Albert Einstein, Max Planck e Neils Bohr.Bohr ha studiato principalmente il comportamento quantistico degli atomi di idrogeno, mentre De Broglie ha cercato di estendere queste idee per determinare un'equazione di lunghezza d'onda per tutta la materia.De Broglie emise una teoria e la presentò nella sua tesi di dottorato del 1924, per la quale gli fu assegnato il premio Nobel per la fisica nel 1929. Questo fu il primo caso in cui il premio Nobel fu assegnato per una tesi di dottorato.Le relazioni de Broglie descrivono la natura a doppia particella d'onda di tutta la materia.Queste relazioni affermano che la lunghezza d'onda di una particella è inversamente proporzionale al suo momento (velocità dei tempi di massa) e la sua frequenza è proporzionale alla sua energia cinetica, che è un valore (relativo) dipendente dal telaio.Pertanto, le particelle a basso momento, come gli elettroni a temperatura ambiente, hanno una lunghezza d'onda de Broglie di circa 8 nanometri.Le particelle con slancio ancora più basso, come gli atomi di elio a temperature di solo pochi nanokelvin, potrebbero avere onde materiali con lunghezze d'onda finché alcuni micron.In condizioni così insolite, le realtà del mondo quantistico sono quasi allevate in un regno macroscale. Le teorie delle onde di materia sono state confermate nel 1927, quando gli scienziati di Bell Labs Lester Germer e Clinton Davisson hanno sparato elettroni a movimentazione a rallentaTarget nichel cristallino.Il modello di diffrazione risultante ha dimostrato le caratteristiche di onde degli elettroni, simili a quelle note per essere visualizzate da fotoni come quelli dei raggi X.Le onde di materia sono state osservate solo in questo caso perché gli elettroni usati per produrre loro avevano un momento molto basso.Dal 1927, la natura a forma d'onda di varie altre particelle elementari è stata dimostrata empiricamente.