Une particule emprunte deux chemins différents à la fois !

ParticleAndWaveSi la lumière, connue pour son caractère ondulatoire, à également un caractère particulaire (photons), pourquoi les particules de masse non nulle n’auraient-elles pas un caractère ondulatoire ?

Dualité onde-particule

C’est l’idée que proposa De Broglie (1892-1987, nobel en 1929) en suggérant que les électrons autour du noyau avaient un caractère ondulatoire, avec les propriétés des ondes stationnaires. Les électrons autour du noyau peuvent être traités comme ayant un caractère ondulatoire, et ayant des longueurs d’onde entières.

« L’idée fondamentale était la suivante : « Le fait que, depuis l’introduction par Einstein des photons dans l’onde lumineuse, l’on savait que la lumière contient des particules qui sont des concentrations d’énergie incorporée dans l’onde, suggère que toute particule, comme l’électron, doit être transportée par une onde dans laquelle elle est incorporée »… Mon idée essentielle était d’étendre à toutes les particules la coexistence des ondes et des corpuscules découverte par Einstein en 1905 dans le cas de la lumière et des photons. » « À toute particule matérielle de masse m et de vitesse v doit être « associée » une onde réelle » reliée à la quantité de mouvement par la relation :

\lambda = \frac{h}{p}

λest la longueur d’onde, h la constante de Planck, pla quantité de mouvement.

Cette idée est une véritable révolution. L’expérience de diffraction des électrons a permi de démontrer cette hypothèse. La vidéo suivante décrit parfaitement le caractère ondulatoire des électrons. C’est assez surprenant dans le sens qu’un électron, particule massique, puisse passer à la fois à travers les deux fentes de Young et générer un phénomène d’interférences comme une onde lumineuse.


Question : pourquoi des particules à l’échelle macroscopique n’ont pas de caractère ondulatoire observable ?

Une réflexion au sujet de « Une particule emprunte deux chemins différents à la fois ! »

  1. Si l’on suit l expérimentation du dr Quantum pour observer un phénomène ondulatoire il faudrait que la taille de la fente soit de l’ordre de la longueur d’onde caractéristique de cette particule macroscopique. Or, cette longueur d’onde est de l’ordre du femtomètre. Donc il est impossible de reproduire ce phénomène a cette échelle. Ainsi les particules macroscopiques ont des caractères ondulatoire mais pas observable aujourd’hui à un tel niveau.

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