物質波とは何ですか？

de Broglie Wavesとも呼ばれる物質波は、体を構成する原子を含むすべての物質の波のような性質です。 量子物理学の最初で最も重要な発見の1つは、電子が二重波粒子の性質を持っていることです。 すべての物質がこの二重の性質を持っていることがすぐに明らかになりましたが、従来の物質は電子に対して高い勢いを持っているため、物質波の波長は非常に小さく、ほとんどの場合、ほとんど目立ちません。 たとえば、人を構成する問題の波長は、現在の測定技術を使用して観察できるよりもはるかに小さく、10 ^{-35メートル}

の概念が最初にフランスの物理学者のルイ・デ・ブログリーが拡張された初期のことを提案しました。 Bohrは主に水素原子の量子挙動を研究しましたが、De Broglieはすべての問題の波長方程式を決定するためにこれらのアイデアを拡張しようとしました。 デ・ブログリーは理論を思いつき、1924年の博士論文でそれを提示しました。彼は1929年にノーベル物理学賞を受賞しました。これは、ノーベル賞が博士論文に授与された最初のケ​​ースでした。

de Broglie関係として知られる方程式は、すべての物質の二重波粒子の性質を説明しています。 これらの関係は、粒子の波長はその運動量（質量速度）に反比例し、その周波数はその運動エネルギーに比例することを示しています。これはフレーム依存（相対）値です。 したがって、室温の電子など、勢いが少ない粒子は、約8ナノメートルのde broglie波長を持っています。 わずかなナノケルビンの温度でのヘリウム原子など、さらに低い運動量を持つ粒子は、数ミクロンほどの長さの波長の物質波を持っている可能性があります。 このような異常な条件下では、量子世界の現実はほとんどがマクロスケールの領域に育てられました。

de Broglieの物質波の理論は、1927年にBell Labsの科学者であるLester GermerとClinton Davissonが結晶ニッケルターゲットでゆっくりと移動する電子を発射したときに確認されました。 得られた回折パターンは、X線のような光子によって示されることが知られているものと同様に、電子の波のような特性を実証しました。 問題の波は、それらを生成するために使用される電子が非常に低い勢いを持っていたため、この例でのみ観察することができました。 1927年以来、他のさまざまな基本粒子の波のような性質が経験的に実証されています。