Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Sóng vật chất”

Tất cả các vật chất có thể biểu hiện tính chất sóng. Ví du, một chùm electron có thể được nhiễu xạ giống như một chùm sáng hoặc là một sóng nước. Các '''sóng vật chất''' là một phần trung tâm của thuyết cơ học lượng tử, là một ví dụ về lưỡng tính sóng-hạt của vật chất.

[[Tập tin:Wave-particle_duality.gif|phải|nhỏ|200x200px|Demonstration of a matter wave in diffraction of electrons]]Sóng vật chất lần đầu được thí nghiệm xác nhận xảy ra trong thí nghiệm tia cathode nhiễu xạ của George Paget Thomson. Giả thuyết de Broglie đã được xác nhận cho các hạt cơ bản khác. Hơn nữa, các nguyên tử trung lập và ngay cả những phân tử đã được chứng minh là giống sóng.

Năm 1927 tại Bell Labs, clinton Davisson và Lester Germer đã bắn chùm electron di chuyển chậm vào một tinh thể niken. Sự phụ thuộc của góc với cường độ chùm electron bị nhiễu xạ được đo, và đã xác định là có hình ảnh nhiễu xạ giống như của Bragg và tia X. Đồng thời George Paget Thomson tại đại học Aberdeen đã bắn một tia electron đơn năng vào một lá kim loại mỏng để chứng minh hiện tượng xảy ra tượng tự. Trước khi chấp nhận giả thuyết của De Broglie, nhiễu xạ là hiện tượng chỉ đặc trưng bởi tính sóng. Do đó, sự xuất hiện của bất kỳ hiện tượng nhiễu xạ của vật chất đều chứng minh bản chất sóng của vật chất. Khi bước sóng De Broglie đã được đưa vào điều kiện Bragg, hình ảnh nhiễu xạ quan sát được như dự đoán, do đó thực nghiệm khẳng định giả thuyết De Broglie đúng với electron.

Đây là một kết quả quan trọng trong sự phát triển của cơ học lượng tử. Cũng giống như hiệu ứng quang điện đã chứng minh bản chất hạt của ánh sáng, thí ghiệm Davisson-Germer đã cho thấy bản chất sóng của vật chất, và hình thành lý thuyết về lưỡng tính sóng - hạt. Đối với các nhà vật lý giả thuyết này là rất quan trọng bởi vì nó có nghĩa là không phải bất kỳ các hạt đều thể hiện tính chất sóng, nhưng người ta có thể sử dụng phương trình sóng để mô tả các hiện tượng của vật chất nếu ta dùng bước sóng de Broglie.

Tại hội nghị Solvay lần thứ 5 năm 1927, Max Born và Werner Heisenberg báo cáo như sau :<blockquote>Nếu một người muốn tính xác suất của sự kích thích và ion hóa nguyên tử [M. Born, Zur Quantenmechanik der Stossvorgange, ''Z. f. Phys.'', '''37''' (1926), 863; [Quantenmechanik der Stossvorgange], ''ibid.'', '''38''' (1926), 803] sau đó phải đưa ra tọa độ của electron nguyên tử như các biến trên cơ sở bình đẳng quan hệ với các electron va chạm. Sóng không thể truyền trong không gian ba chiều nhưng là truyền được trong không gian cấu hình đa chiều. Từ điều này ta thấy rằng sóng cơ lượng tử thực vậy là một thứ gì đó có một chút khác biệt với sóng ánh sáng của thuyết cổ điển. </blockquote>Tại cùng hội nghị, Erwin Schrodinger cũng đã báo cáo như vậy :<blockquote>Sau khi hai định luật được đưa ra, mà thực tế là liên quan rất mật thiết nhưng lại không đồng nhất. Đầu tiên, những ai tuân theo luận điểm của tiến sí nổi tiếng L. de Broglie, băn khoăn về sóng trong không gian ba chiều. Bởi vì sự xem xét hoàn toàn theo thuyết tương đối được chấp nhận trong cách giải thích này từ lúc đầu, ta nên đề cập đến nó như là một sóng cơ bốn chiều. Một định luật khác còn sai khác hơn ý tưởng ban đầu của ngài de Broglie, trong một chừng mực nó dựa vào một quá trình giống sóng trong tọa độ vị trí của không gian(không gian q) của một hệt cơ học bất kì. Do đó chúng ta nên gọi nó là sóng cơ học đa chiều. Tất nhiên, ứng dụng này của không gian q được xem như là một công cụ toán học đơn thuần, cũng giống như lúc thường được áp dụng cho cơ học cổ điển ; Cuối cùng, cũng trong luận điểm này, quá trình này được mô tả như là một thể trong không gian và thời gian. Trong thực tế, mặc dù sự thống nhất hoàn toàn của hai khái niệm là không thể có được. Bất cứ thứ gì vượt trội sự dịch chuyển của một electron đơn lẻ cho đến có thể xem như chỉ đúng với không gian đa chiều ; cũng như vậy, đây là một trong những quan điểm cung cấp giải pháp toán học đối với vấn đề do ma trận cơ học Heisenberg-Born gây ra.</blockquote>Vào năm 1955, Heisenberg đã lặp lại như sau :<blockquote>Một bước tiến quan trọng đã xảy ra từ quá trình nghiên cứu của Born vào mùa hè năm 1927. Cụ thể, loại sóng trong không gian cấu hình được hiểu là một dạng sóng xác suất, với mục đích giải thích quá trình va chạm trong định luật Schrodinger. Giả thuyết này có hai điểm quan trọng khi so sánh với thuyết của Bohr, Kramers và Slater. Điểm đầu tiên là khẳng định rằng, trong việc xem xét « sóng xác suất », chúng ta dành sự quan tâm với những gì không thuộc về không gian ba chiều thông thường, nhưng thuộc về không gian cấu hình trừu tượng (một sự thật là thật không may rằng đã bị bỏ qua đến ngày hôm nay) ; điều thứ hai là công nhận rằng loại sóng xác suất lại liên quan đến một quá trình riêng biệt.</blockquote>Như đã được đề cập ở trên rằng « đại lượng dịch chuyển » của sóng Schrodinger có những giá trị là các số phức vô hướng. Sẽ có thắc mắc rằng ý nghĩa vật lý của những con số đó là gì. Theo Heisenberg, thay vì trở thành đại lượng vật lý thông thường nào đó như cường độ điện trường của Maxwell, hay là mật độ khối lượng, các đại lượng dịch chuyển của các gói sóng Schrodinger là xác suất biên độ. Ông ấy viết rằng thay vì sử dụng khái niệm ‘gói sóng’, nó được ưa chuộng hơn khi gọi là gói xác suất. Biên độ xác suất cung cấp kết quả tính toán của

Quan điểm của De Broglie xuất phát từ giả thuyết, « ứng với mỗi phần khối lượng riêng biệt m0 một vật sẽ kết hợp với một hiện tượng tuần hoàn với tần số vo, do đó có thể tìm được phương trình : {{math|''hν''₀ {{=}} ''m''₀''c''²}}. Tần số v0 có thể đo được, tất nhiên, là …

De Broglie đã đi theo giả thuyết ban đầu của mình về hiện tượng tuần hoàn, có tần số v0, liên kết với gói năng lượng. Ông đã sử dụng những thuyết tương đối đặc biết liên quan để tìm ra, trong khuôn khổ các bộ phận thu các gói năng lượng electron mà di chuyển với vận tốc v, mà tần số của nó hình như thay đổi theo công thức :

{{Reflisttham khảo}}