Theorie der Elektronenwellen
In dieser Arbeit (1924) entwickelte de Broglie seine revolutionäre Theorie der Elektronenwellen, die Er hatte früher in wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht. (Siehe de Broglie-Welle.) Die Vorstellung, dass Materie auf atomarer Ebene die Eigenschaften einer Welle haben könnte, wurzelte in einem Vorschlag, den Einstein vor 20 Jahren gemacht hatte. Einstein hatte vorgeschlagen, dass Licht mit kurzen Wellenlängen unter bestimmten Bedingungen so beobachtet werden könnte, als ob es aus Teilchen zusammengesetzt wäre, eine Idee, die 1923 bestätigt wurde. Die duale Natur des Lichts begann jedoch gerade erst wissenschaftliche Akzeptanz zu erlangen, als de Broglie erweiterte die Idee einer solchen Dualität auf Materie. (Siehe Welle-Teilchen-Dualität.)
De Broglies Vorschlag beantwortete eine Frage, die durch Berechnungen der Bewegung von Elektronen innerhalb des Atoms aufgeworfen worden war. Experimente hatten gezeigt, dass sich das Elektron um einen Kern bewegen muss und dass es aus damals unklaren Gründen Einschränkungen in seiner Bewegung gibt. De Broglies Idee eines Elektrons mit den Eigenschaften einer Welle bot eine Erklärung für die eingeschränkte Bewegung. Eine Welle, die innerhalb der durch die Kernladung auferlegten Grenzen eingeschlossen ist, würde in ihrer Form und damit in ihrer Bewegung eingeschränkt sein, da jede Wellenform, die nicht in die Atomgrenzen passt, sich selbst stören und aufgehoben würde. Als de Broglie 1923 diese Idee vorbrachte, gab es keinerlei experimentelle Beweise dafür, dass sich das Elektron, dessen korpuskuläre Eigenschaften experimentell gut etabliert waren, unter bestimmten Bedingungen so verhalten könnte, als wäre es Strahlungsenergie. De Broglies Vorschlag, sein einziger wichtiger Beitrag zur Physik, stellte somit einen Triumph der Intuition dar.
Die ersten Veröffentlichungen von de Broglies Idee von „Materiewellen“ hatten bei anderen Physikern wenig Aufmerksamkeit erregt, aber eine Kopie von ihm Die Doktorarbeit wurde an Einstein geschickt, dessen Reaktion begeistert war. Einstein betonte die Bedeutung von de Broglies Arbeit sowohl explizit als auch indem er weiter darauf aufbaute. Auf diese Weise erfuhr der österreichische Physiker Erwin Schrödinger von den hypothetischen Wellen und auf der Grundlage der Idee Er konstruierte ein mathematisches System, die Wellenmechanik, das zu einem wesentlichen Werkzeug der Physik geworden ist. Erst 1927 fanden Clinton Davisson und Lester Germer in den USA und George Thomson in Schottland den ersten experimentellen Beweis für die Wellennatur des Elektrons .