¿En qué sentido la materia se comporta como ondas?

En cierto sentido, exhibe propiedades de onda en la escala subatómica. Por ejemplo, se ha demostrado que los electrones difractan cuando pasan a través de un espacio lo suficientemente pequeño.

La imagen azul muestra la incidencia de electrones en una pantalla, después de haber pasado por un espacio muy pequeño.

Si los electrones fueran materia sólida ‘normal’, pasarían la brecha y golpearían un solo punto en el otro lado. Sin embargo, sus propiedades de onda se ven aquí en el hecho de que los electrones difractan y se propagan hacia afuera en varias direcciones, lo que lleva al patrón circular que se muestra en la imagen de arriba.

A medida que un sistema de materia pasa de un estado inicial (por ejemplo, posicionado aquí) a un estado final (por ejemplo, posicionado allí), las diferentes formas en que esto puede suceder se interfieren entre sí, como las ondas pueden interferir entre sí.

En la mecánica de las olas, hay interferencia constructiva (si las olas se encuentran de pico a pico) e interferencia destructiva (si las olas se encuentran de pico a valle). Lo mismo es cierto para la materia en transición de un estado a otro. Las diferentes formas en que puede ocurrir este resultado pueden interferir de manera constructiva, lo que hace que las probabilidades de que el resultado ocurra sean aún más probables o destructivas, lo que hace que las probabilidades de que el resultado ocurra sean menos probables.

El punto clave aquí es que puede reducir la posibilidad de que algo suceda permitiendo una forma adicional de que suceda. Esto recuerda la amplitud de las ondas cuando agrega una onda adicional que interfiere destructivamente.

La naturaleza ondulatoria de los electrones fue descubierta por Davisson y Germer por accidente. Estaban investigando lo que sucede cuando disparas electrones a una pieza de níquel, y en un punto para eliminar algunas impurezas del metal, lo calentaron en un horno. Esto cristalizó el níquel, y después de eso, cuando le dispararon electrones, rebotarían en ángulos extraños. Se dieron cuenta de que los electrones se comportaban como ondas. ¡Fue como los efectos interesantes que obtienes al iluminar un CD!

Las olas tienen la propiedad de que las olas que toman diferentes caminos desde la misma fuente hasta el mismo destino se agregarán cuando lleguen. Si llegan fuera de fase, se cancelarán mutuamente. Esto es lo mismo para cualquier tipo de onda, ya sea sonido, luz o materia.

De Broglie había predicho que la materia debería comportarse como ondas antes de que se hiciera el descubrimiento anterior. Y después del descubrimiento, Schrödinger continuó describiendo estas ondas con precisión, lo que fue un paso importante en el desarrollo de la mecánica cuántica.