Debroglierelaatio

De Broglien relaatio, nimetty ranskalaisen fyysikon Louis de Broglien mukaan, on kvanttimekaniikan keskeinen käsite, joka yhdistää hiukkasten ja aaltojen ominaisuudet. Vuonna 1924 ehdottamassaan väitöskirjassaan de Broglie esitti, että kaikki liikkuvat hiukkaset, kuten elektronit ja protonit, osoittavat aaltomaista käyttäytymistä. Tämä oli radikaali ajatus, sillä aiemmin hiukkasia pidettiin puhtaasti pistemäisinä ilmiöinä.

Relaatio ilmaisee matemaattisesti, että hiukkasen aallonpituus (λ) on kääntäen verrannollinen sen liikemäärään (p). Kaava on λ = h/p, missä h on Planckin vakio. Planckin vakio on hyvin pieni luku, mikä selittää, miksi aaltoluonnetta ei havaita makroskooppisissa esineissä, kuten lentopalloissa tai autoissa. Niiden liikemäärä on niin suuri, että aallonpituus jää mitättömän pieneksi. Sen sijaan subatomisten hiukkasten, kuten elektronien, ollessa kyseessä, niiden pieni massa ja liikemäärä johtavat havaittaviin aalto-ominaisuuksiin.

De Broglien hypoteesi sai kokeellista vahvistusta vuonna 1927, kun Clinton Davisson ja Lester Germer sekä George Paget Thomson riippumattomasti osoittivat elektronidiffraktion ilmiön. He havaitsivat, että elektronit voivat taipua ja interferoida kiteiden rakenteiden ohi kulkiessaan samalla tavalla kuin röntgensäteet. Tämä vahvisti de Broglien ehdotuksen hiukkasten aaltoluonteesta ja oli ratkaiseva askel kvanttimekaniikan kehityksessä. De Broglien relaatio on perusta monille modernille teknologioille, kuten elektroniikan ja materiaalitieteen sovelluksille.