Vad är materia vågor?

Materivågor, även kallade de broglie vågor, är den vågliknande naturen hos all materia, inklusive atomerna som utgör din kropp.Ett av de första och viktigaste resultaten från kvantfysik är att elektroner har en dubbel våg-partikel.Det blev snart uppenbart att all materia har denna dubbla natur, men eftersom konventionellt material har ett högt momentum relativt elektroner är våglängden för sakvågorna mycket liten och i de flesta fall knappt märkbar.Till exempel är våglängden för saken som utgör en person i storleksordningen 10 ^{−35 meter} , mycket mindre än vad som kan observeras med hjälp av aktuell mätningsteknik.

Begreppet Mattervågor klargjordes först av den franska fysikern LouisDe Broglie, som förlängde tidiga teorier som föreslogs av Albert Einstein, Max Planck och Neils Bohr.Bohr studerade främst kvantbeteendet hos väteatomer, medan De Broglie försökte utöka dessa idéer för att bestämma en våglängdsekvation för all materia.De Broglie kom med en teori och presenterade den i sin doktorsexamen från 1924, för vilken han tilldelades Nobelpriset för fysik 1929. Detta var det första fallet där Nobelpriset tilldelades för en doktorsavhandling.De Broglie-förbindelserna beskriver den dubbla vågpartikelens karaktär av alla materia.Dessa relationer säger att våglängden för en partikel är omvänt proportionell mot dess momentum (masstidshastighet) och dess frekvens är proportionell mot dess kinetiska energi, som är ett ramberoende (relativt) värde.Således har partiklar med låg momentum, såsom elektroner vid rumstemperatur, en de broglie våglängd på cirka 8 nanometer.Partiklar med ännu lägre fart, såsom heliumatomer vid temperaturer av endast ett fåtal nanokelvins, kan ha materia vågor med våglängder så länge som några mikron.Under sådana ovanliga förhållanden föras verkligheten i kvantvärlden nästan in i en makroskala rike.

de Broglies teorier om materia vågor bekräftades 1927, när Bell Labs forskare Lester Germer och Clinton Davisson avfyrade långsamma elektroner vid enKristallint nickelmål.Det resulterande diffraktionsmönstret visade de vågliknande egenskaperna hos elektronerna, liknande de som är kända för att visas av fotoner såsom de i röntgenstrålar.Målvågorna kunde bara observeras i detta fall eftersom elektronerna som användes för att producera dem hade mycket låg fart.Sedan 1927 har den vågliknande naturen hos olika andra elementära partiklar visats empiriskt.