Anyaghullámokként

Anyaghullámokként (matter waves) a kvantummechanikában a részecskék hullámjellegét értjük. Louis de Broglie 1924-ben felvetette, hogy minden anyagnak hullámszerű jellemzője van: a hullámhossz λ kapcsolódik a részecske impulzusához a λ = h/p összefüggés szerint. Ez a hullám–részecske kettősség alapja.

A hullámjelenséget a hullámfüggvény ψ írja le, amelynek ∣ψ∣^2 a részecske helyének megfigyelt valószínűségét adja. A hullámterjedését és az állapotváltozásokat a Schrödinger-egyenlet írja le: iħ ∂ψ/∂t = -(ħ^2/2m)∇^2ψ + Vψ. A p = ħk és E = ħω kapcsolataival a hullám paraméterei koherensen kapcsolódnak a részecske mozgásához. A csoport- és fázissebesség közötti különbség a részecske fizikai sebességét adja meg.

Bizonyítékok: az elektronok diffrakciója a Davisson–Germer-kísérletben (1927) első és legismertebb bizonyíték, amelyet neutron interferencia és atom-, illetve nagy molekula interferenciái követtek. Ezek a megfigyelések megerősítik a λ = h/p kapcsolatot és a matter waves létezését.

Korlátok és jelentőségek: makroszkopikus tárgyaknál a hullámhossz rendkívül kicsi, ezért a hullámtulajdonságok általában nem észlelhetők; a koherencia megőrzése és a környezet dekoherenciája miatt a megfigyelésük nehéz. A matter waves fogalma a kvantummechanika központi eleme, amely a hullám–részecske kettősség megértéséhez nélkülözhetetlen.