Teoria das ondas de elétrons
Nesta tese (1924), de Broglie desenvolveu sua teoria revolucionária das ondas de elétrons, que ele havia publicado anteriormente em revistas científicas. (Ver onda de Broglie.) A noção de que a matéria na escala atômica pode ter as propriedades de uma onda estava enraizada em uma proposta que Einstein fizera 20 anos antes. Einstein sugeriu que a luz de comprimentos de onda curtos pode, sob algumas condições, ser observada como se fosse composta de partículas, uma ideia que foi confirmada em 1923. A natureza dual da luz, no entanto, estava apenas começando a ganhar aceitação científica quando de Broglie estendeu a ideia de tal dualidade à matéria. (Veja dualidade onda-partícula.)
A proposta de De Broglie respondeu a uma questão que foi levantada por cálculos do movimento dos elétrons dentro do átomo. Experimentos indicaram que o elétron deve se mover em torno de um núcleo e que, por razões então obscuras, existem restrições ao seu movimento. A ideia de De Broglie de um elétron com as propriedades de uma onda ofereceu uma explicação para o movimento restrito. Uma onda confinada dentro de limites impostos pela carga nuclear seria restrita em forma e, portanto, em movimento, porque qualquer forma de onda que não se encaixasse dentro dos limites atômicos interferiria em si mesma e seria cancelada. Em 1923, quando de Broglie apresentou essa ideia, não havia nenhuma evidência experimental de que o elétron, cujas propriedades corpusculares foram bem estabelecidas pelo experimento, pudesse sob algumas condições se comportar como se fosse energia radiante. A sugestão de De Broglie, sua única contribuição importante para a física, constituiu assim um triunfo da intuição.
As primeiras publicações da ideia de de Broglie de “ondas de matéria” atraíram pouca atenção de outros físicos, mas uma cópia de sua A tese de doutorado foi enviada a Einstein, cuja resposta foi entusiástica. Einstein enfatizou a importância do trabalho de de Broglie tanto explicitamente quanto desenvolvendo-o. Dessa forma, o físico austríaco Erwin Schrödinger aprendeu sobre as ondas hipotéticas e com base na ideia , ele construiu um sistema matemático, a mecânica das ondas, que se tornou uma ferramenta essencial da física. No entanto, só em 1927 Clinton Davisson e Lester Germer nos Estados Unidos e George Thomson na Escócia encontraram a primeira evidência experimental da natureza das ondas do elétron .