Théorie des ondes électroniques
Dans cette thèse (1924) de Broglie a développé sa théorie révolutionnaire des ondes électroniques, qui il avait publié plus tôt dans des revues scientifiques. (Voir la vague de Broglie.) Lidée que la matière à léchelle atomique pourrait avoir les propriétés dune onde était enracinée dans une proposition quEinstein avait faite 20 ans auparavant. Einstein avait suggéré que la lumière de courtes longueurs donde pourrait dans certaines conditions se comporter comme si elle était composée de particules, une idée qui a été confirmée en 1923. La double nature de la lumière, cependant, commençait juste à gagner lacceptation scientifique lorsque de Broglie étendu lidée dune telle dualité à la matière. (Voir la dualité onde-particule.)
La proposition de De Broglie a répondu à une question qui avait été soulevée par des calculs du mouvement des électrons dans latome. Des expériences avaient indiqué que lélectron devait se déplacer autour dun noyau et que, pour des raisons alors obscures, il y avait des restrictions sur son mouvement. L’idée de De Broglie d’un électron avec les propriétés d’une onde offrait une explication du mouvement restreint. Une onde confinée dans les limites imposées par la charge nucléaire serait de forme limitée et, par conséquent, en mouvement, car toute forme donde qui ne rentrerait pas dans les limites atomiques interférerait avec elle-même et serait annulée. En 1923, lorsque de Broglie a avancé cette idée, il ny avait aucune preuve expérimentale que lélectron, dont les propriétés corpusculaires étaient bien établies par lexpérience, pouvait, dans certaines conditions, se comporter comme sil sagissait dune énergie radiante. La suggestion de De Broglie, sa seule contribution majeure à la physique, constituait ainsi un triomphe de lintuition.
Les premières publications de lidée de De Broglie des «ondes de matière» avaient attiré peu dattention des autres physiciens, mais une copie de son thèse de doctorat a été envoyée à Einstein, dont la réponse a été enthousiaste. Einstein a souligné limportance du travail de de Broglie à la fois explicitement et en approfondissant. De cette façon, le physicien autrichien Erwin Schrödinger a appris les ondes hypothétiques, et sur la base de lidée , il a construit un système mathématique, la mécanique des ondes, qui est devenu un outil essentiel de la physique. Ce nest quen 1927, cependant, que Clinton Davisson et Lester Germer aux États-Unis et George Thomson en Écosse ont trouvé la première preuve expérimentale de la nature ondulatoire de lélectron. .