물질파

요약 운동량을 가진 모든 물질입자는 입자성과 동시에 파동의 성질을 가진다. 1923년 드 브로이(de Broglie, Louis)가 도입하여 드 브로이파라고도 하며 하이젠베르크(Heisenberg, Werner)의 불확정성원리로 정식화되었다.

1913년 보어(Bohr, Niels)의 수소 원자 모델 발표 이후 원자에 대한 연구가 계속되었지만 보어의 모델로는 다전자 원자를 설명하지 못하였다. 그 후 1923년 박사과정 학생이었던 드 브로이(de Broglie, Louis)는 보어 모델에 대한 새로운 시각을 제안하였다. 

드 브로이는 빛이 파동성과 입자성을 모두 갖고 있다면, 전자와 같은 물질들도 이러한 이중성(입자성과 파동성)을 보일 것이라고 가정하고, 물질 입자인 전자가 파동성을 가진다면 보어의 정상 상태 궤도는 수소 원자 내의 정상파로 설명될 수 있다고 제안하였다. 그리고 전자와 같이 파동성을 지닌 물질 입자의 파동을 ‘물질파(material wave)라고 명명하였다.

이 물질파는 광파에 적용되었던 것처럼 E=hf 와 p=h/λ가 만족되어야 하며, p=h/λ를 드 브로이 관계식이라고 부른다.
 
광자 뿐만 아니라 전자에도 적용되는 드 브로이의 이중성은 많은 물리학자들에게 받아들여졌으며 현대 양자역학의 발전에 필수적인 개념이 되었다.1927년 데이비슨(Davisson, Clinton)과 거머(Germer, Lester)의 전자 선속의 회절 실험으로 전자에 의해 생성된 간섭 무늬 관찰을 통해 실험적으로 증명되었으며, 드 브로이는 1929년 노벨 물리학상을 받았다.