Teoría de las ondas de electrones
En esta tesis (1924) de Broglie desarrolló su revolucionaria teoría de las ondas de electrones, que había publicado anteriormente en revistas científicas. (Véase la onda de De Broglie.) La noción de que la materia en la escala atómica podría tener las propiedades de una onda se basaba en una propuesta que Einstein había hecho 20 años antes. Einstein había sugerido que, bajo ciertas condiciones, se podría observar que la luz de longitudes de onda cortas se comporta como si estuviera compuesta de partículas, una idea que se confirmó en 1923. Sin embargo, la naturaleza dual de la luz estaba comenzando a ganar aceptación científica cuando de Broglie extendió la idea de tal dualidad a la materia. (Ver dualidad onda-partícula).
La propuesta de De Broglie respondió a una pregunta que se había planteado mediante cálculos del movimiento de los electrones dentro del átomo. Los experimentos habían indicado que el electrón debe moverse alrededor de un núcleo y que, por razones entonces oscuras, existen restricciones sobre su movimiento. La idea de De Broglie de un electrón con las propiedades de una onda ofrecía una explicación del movimiento restringido. Una onda confinada dentro de los límites impuestos por la carga nuclear tendría una forma restringida y, por lo tanto, en movimiento, porque cualquier forma de onda que no encajara dentro de los límites atómicos interferiría consigo misma y se cancelaría. En 1923, cuando De Broglie propuso esta idea, no existía evidencia experimental alguna de que el electrón, cuyas propiedades corpusculares estaban bien establecidas mediante experimentos, pudiera en algunas condiciones comportarse como si fuera energía radiante. La sugerencia de De Broglie, su principal contribución a la física, constituyó un triunfo de la intuición.
Las primeras publicaciones de la idea de De Broglie de las «ondas de materia» habían atraído poca atención de otros físicos, pero una copia de su La tesis doctoral fue enviada a Einstein, cuya respuesta fue entusiasta. Einstein destacó la importancia del trabajo de De Broglie tanto explícitamente como desarrollándose más adelante. De esta manera, el físico austriaco Erwin Schrödinger conoció las ondas hipotéticas, y a partir de la idea , construyó un sistema matemático, la mecánica ondulatoria, que se ha convertido en una herramienta esencial de la física. Sin embargo, no fue hasta 1927 que Clinton Davisson y Lester Germer en los Estados Unidos y George Thomson en Escocia encontraron la primera evidencia experimental de la naturaleza ondulatoria del electrón. .