02a. Az anyag hullámtermészete

Miután kiderült,m hogy a fotonok (fény) kettős természetű, azaz részecskeként és hullámként is viselkedhet felvetődött az a kérdés, hogy más anyagok is viselkedhetnek-e időnként hullámként.

Az elektronnyaláb hullámtermészete

Az elektron az egyik legkönnyebben vizsgálható anyag, hiszen töltése van, ezáltal könnyű felgyorsítani és detektálni. 1927-ben egy kísérlet során azt találták, hogyha egy elektronsugarat bocsátanak egy megfelelő céltárgyra, akkor a detektorok a céltárgy mögött interferenciát és elhajlást mutatnak, tehát az elektronnyaláb hullámként is tud viselkedni.

Anyaghullámok

A fenti kísérletek után felmerült, hogy minden anyagnak lehet-e hullámtermészete. Ne részletezve a kísérletek azt mutatták, hogy különböző fajta anyagnyalábok (pl. He atomok, stb...) bizonyos helyzetekben interferenciát és elhajlást mutatnak, vagyis az anyag hullámként is viselkedik.

A fenti eredmények megdöbbentőek voltak, de a későbbi magyarázatok arra jutottak, hogy elsősorban a kvantáltság az oka ezeknek a jelenségeknek. A jelenségek nem a fotonokhoz hasonló okokból léteznek.

Amikor egy db részecskét küldünk ki és vizsgáljuk a tulajdonságait, az természetesen nem mutat hullámtulajdonságokat. Például, ha egy kristályrácson átküldünk egy részecskét, annak a becsapódása konkrét helyen detektálható. Ha ugyanolyan körülmények között a második és a többi részecskét egyesével küldjük ki akkor azt tapasztaljuk, hogy a többi részecske is nagyjából ugyanott érkezik meg, de lesznek olyanok, amik nem teljesen véletlenszerűen máshová érkeznek. Ez azt jelenti, hogy hiába azonosak a körülmények a részecskéknek belső tulajdonságából fakad, hogy azonos körülmények között másként viselkednek. Ezek kvantumfizikai okok. Ha pedig nagy mennyiségű részecskét küldünk át, akkor már a statisztikai eloszlások mutatják a hullámjelenségeket.