Co jsou vlny hmoty?

Vlny hmoty, také nazývané de Broglie Waves, jsou vlnovou povahou všech hmoty, včetně atomů, které tvoří vaše tělo. Jedním z prvních a nejdůležitějších nálezů kvantové fyziky je, že elektrony mají povahu s dvojím vlnovým částem. Brzy se ukázalo, že všechna hmota má tuto duální povahu, ale protože konvenční hmota má vysokou hybnou sílu vzhledem k elektronám, vlnová délka vln je velmi malá a ve většině případů sotva patrná. Například vlnová délka záležitosti, která tvoří osobu, je řádově řádově 10 ^{−35 metrů , mnohem menší, než lze pozorovat pomocí současných měřicích technologií. Bohr primárně studoval kvantové chování atomů vodíku, zatímco de Broglie se pokusil tyto myšlenky rozšířit, aby určil rovnici vlnové délky pro všechny hmoty. De Broglie přišel s teorií a představil ji ve své diplomové práci z roku 1924, za kterou byl v roce 1929 udělen Nobelovu cenu za fyziku. To byl první případ, kdy byla Nobelova cena udělena za diplomovou práci.}

rovnice známé jako vztahy de broglie popisují povahu ve všech hmotách s dvojitým vlnovým částem. Tyto vztahy uvádějí, že vlnová délka částice je nepřímo úměrná jeho hybnosti (hmotnostní časy rychlosti) a jeho frekvence je úměrná jeho kinetické energii, což je závislá (relativní) hodnota závislá na rámečku. Částice s nízkou hybností, jako jsou elektrony při teplotě místnosti, mají tedy vlnovou délku de broglie asi 8 nanometrů. Částice s ještě nižší hybností, jako jsou atomy helia při teplotách pouze několika nanokelvinů, mohou mít vlny s vlnovými délkami, pokud jde o několik mikronů. Za takových neobvyklých podmínek jsou reality kvantového světa ALnejvíce vychovává do říše makrocale.

De Broglieho teorie vln hmoty byly potvrzeny v roce 1927, kdy vědci Bell Labs Lester Germer a Clinton Davisson vystřelili pomalu se pohybující elektrony na krystalický niklový cíl. Výsledný difrakční vzorec prokázal vlnové charakteristiky elektronů, podobné těm, o nichž je známo, že jsou zobrazeny fotony, jako jsou ty v rentgenových paprscích. Vlny záležitosti byly v tomto případě pozorovány pouze proto, že elektrony použité k jejich produkci měly velmi nízkou hybnost. Od roku 1927 byla empiricky prokázána vlna podobná povaha různých jiných základních částic.