물질 파는 무엇입니까?

De Broglie 파라 고도 불리는 물질 파는 몸을 구성하는 원자를 포함하여 모든 물질의 파와 같은 성질입니다. 양자 물리학의 첫 번째이자 가장 중요한 발견 중 하나는 전자가 이중 파 입자 특성을 가지고 있다는 것입니다. 모든 물질이이 이중 특성을 가지고 있다는 것이 곧 명백해졌지만, 기존 물질은 전자에 비해 운동량이 높기 때문에 물질 파동의 파장은 매우 작으며 대부분의 경우 거의 눈에 띄지 않습니다. 예를 들어, 사람을 구성하는 물질의 파장은 ^{10-35 미터 정도} 이며 현재 측정 기술을 사용하여 관찰 할 수있는 것보다 훨씬 작습니다.

물질 파동의 개념은 Albert Einstein, Max Planck, Neils Bohr가 제안한 초기 이론을 확장 한 프랑스 물리학 자 Louis de Broglie가 처음으로 설명했습니다. 보어 (Bohr)는 주로 수소 원자의 양자 거동을 연구 한 반면, 드 브로 글리는이 아이디어를 확장하여 모든 물질에 대한 파장 방정식을 결정하려고했다. De Broglie는 1929 년 박사 논문에서 이론을 제시하여 1929 년에 노벨 물리학상을 수상했습니다. 이것은 노벨상이 박사 논문으로 수상 된 첫 번째 사례입니다.

브로 글리 관계로 알려진 방정식은 모든 물질의 이중 파 입자 특성을 설명합니다. 이러한 관계는 입자의 파장이 운동량 (질량 시간 속도)에 반비례하고 주파수는 운동 에너지에 비례하며, 이는 프레임에 의존하는 (상대) 값입니다. 따라서, 실온에서 전자와 같은 운동량이 낮은 입자는 약 8 나노 미터의 브로 글리 파장을 갖는다. 단지 몇 나노 켈빈의 온도에서 헬륨 원자와 같이 운동량이 훨씬 작은 입자는 수 마이크론의 파장을 가진 물질 파동을 가질 수 있습니다. 이러한 비정상적인 조건에서 양자 세계의 현실은 거시적 규모의 영역으로 거의 끌어 올려집니다.

벨 연구소의 과학자 레스터 거머 (Lester Germer)와 클린턴 데이비스 슨 (Clinton Davisson)이 결정질 니켈 타겟에서 느리게 움직이는 전자를 발사했을 때, 1927 년 드 브로 글리 (De Broglie)의 물질 파동 이론이 확인되었다. 결과적인 회절 패턴은 x- 선에서와 같이 광자에 의해 표시되는 것으로 알려진 것과 유사한 전자의 파와 같은 특성을 보여 주었다. 이 경우에만 파동을 관찰 할 수 있었는데,이 파동을 생성하는데 사용 된 전자는 운동량이 매우 낮기 때문입니다. 1927 년 이래로 다양한 다른 기본 입자의 파도 같은 성질이 실험적으로 입증되었습니다.