Luj de Broj

Za drugu upotrebu, pogledajte članak Broj (višeznačna odrednica).

Luj de Broj
Luj Viktor de Broj (1892–1987)
Lični podaci
Mesto rođenja	Djep, Francuska
Datum smrti	19. mart 1987.(1987-03-19) (94 god.)
Mesto smrti	Pariz, Francuska
Obrazovanje	Univerzitet Sorbona
Naučni rad
Polje	fizika
Institucija	Sorbona Pariski univerzitet
Učenici	Žan-Pjer Vižje
Mentori	Pol Lanžven
Poznat po	talasna priroda elektrona
Nagrade	Nobelova nagrada za fiziku (1929) Nagrada Kalinga (1952)

Luj de Broj ili Luj- Viktor-Pjer-Remon, 7. vojvoda de Broj (franc. Louis de Broglie; 15. avgust 1892 — 19. mart 1987) bio je francuski fizičar. Predavao na Sorboni od 1932. Godine 1923. prvi izneo zamisao da, na nivou atoma, čestice materije u kretanju, npr elektroni, osim čestičnih svojstava imaju i talasna svojstva. Na temelju analogije sa svetlošću postulirao je de Broljevu relaciju: "čestici s impulsom p pridružena je talasna dužina λ, koja je obrnuto proporcionalna impulsu p, a koeficijent proporcionalnosti je Plankova konstanta h:

$\lambda ={\frac {h}{p}}$

Ta se veličina naziva de Broljeva talasna dužina. De Broljev predlog da elektron u kretanju ima talasna svojstva pružila je mogućnost da se objasni zašto su u atomu moguća samo neka kretanja elektrona. De Broljevu doktorsku disertaciju o talasima materije uočio je Ajnštajn, koji je prihvatio tu zamisao, a Šredinger je postavio diferencijalnu jednačinu za talase pridružene česticama, koja je posle postala osnovna jednačina kretanja u kvantnoj fizici. Godine 1927. Devison i Germer dokazali su eksperimentom da snop elektrona zaista pokazuje skretanje ili difrakciju svojstvenu talasima čija talasna dužina odgovara de Broljevoj relaciji. Luj de Broj je 1929. dobio Nobelovu nagradu za fiziku za otkriće dualne prirode elektrona. Bio je član i povremeni sekretar Francuske akademije nauka.

Biografija

Rođen je u plemićkoj porodici. Nosili su titulu vojvode. Diplomirao je istoriju 1910. Posle toga okreće se matematici i fizici, koju završava 1913. Usledile su 4 godine rata, kada je služio kao vojnik na razvoju radio komunikacija. Posle rata nastavio je sa izučavanjima opšte fizike. Brat mu je bio eksperimentalni fizičar, a Luj je bio teorijski fizičar.

Dualna priroda materije

U svojoj doktorskoj tezi iz 1924. uveo je hipotezu o elektronskim talasima, odnosno pretpostavio da elektronima u pokretu treba pridružiti i talasna svojstva. Pre njega, zahvaljujući Ajnštajnovom objašnjenju fotoelektričnog efekta i Maks Plankovom objašnjenju zračenja apsolutno crnog tela, ukazala se nužnost da se zracima svetlosti (EM zračenja) pridruže i čestična svojstva. De Broj je stoga postavio obrnuto pitanje: Ako svetlost osim talasnih poseduje i čestična svojstva, da li onda česticama supstancije, kao što su, na primer, elektroni, treba takođe, osim čestičnih, pridružiti i talasna svojstva?

Ovu njegovu pretpostavku o talasnim svojstvima čestica supstancije naučna javnost u prvi mah primila je sa nevericom, pa čak i sa podsmehom. Međutim, njegovu teoriju su potvrdili Džermer i Klinton Dejvison 1927. u eksperimentu, kojim je dokazana difrakcija elektrona na kristalima. Difrakciona slika je bila dokaz talasne prirode elektrona. Za rad na talasnoj mehanici i otkriće talasne prirode elektrona dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 1929. Jedna od primena njegovog otkrića je elektronski mikroskop, koji je imao mnogo veću rezoluciju od optičkih mikroskopa jer je talasna dužina elektrona mnogo kraća od talasne dužine svetlosti. Luj de Brojeva hipoteza postala je tako jedan od osnovnih postulata nove talasne ili kvantne mehanike, ali takođe uvela u fiziku i problem talasno čestičnog dualizma. Kao ilustracija ovog fenomena danas se najčešće navodi eksperiment difrakcije elektrona na dvostrukom prorezu, kao nova varijanta nekadašnjeg Jungovog eksperimenta, koji je ranije već poslužio za dokaz talasne prirode svetlosti.

Interesantno je primetiti da u svojim kasnijim istraživanjima Luj de Broj nije došao ni do jednog rezultata, koji bi bio bar približno jednak ovom njegovom epohalnom otkriću, do koga je došao radeći na svojoj doktorskoj disertaciji.

De Brojeva relacija

Prva de Brojeva jednačina povezuje talasnu dužinu sa impulsom čestice:

$\lambda ={\frac {h}{p}}={\frac {h}{\gamma mv}}={\frac {h}{mv}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}$

gde je $\lambda$ čestična talasna dužina, h je Plankova konstanta, p je impuls čestice, m je masa mirovanja čestice, v je brzina čestice, $\gamma$ je Lorencov faktor, i c je brzina svetlosti u vakuumu

Što je veći impuls čestice, tim je kraća njena talasna dužina.

Kasniji rad

Rad de Broja na dualnoj prirodi materije je bio ključan za otkriće i razvoj kvantne mehanike. Međutim kvantna ili talasna mehanika se zasnivala na talasnim funkcijama, čiji kvadrat je predstavljao verovatnoću nalaženja elektrona u određenoj tački prostora. De Brolju se, kao ni Ajnštajnu i Šredingeru, nije sviđala indeterministička priroda novostvorene kvantne mehanike (pogledati članke EPR paradoks i Šredingerova mačka). Zbog toga je radio na pokušajima da razvije kauzalno objašnjenje kvantne mehanike. Radio je i na Dirakovoj elektronskoj teoriji, novoj teoriji svetlosti, opštoj teoriji čestica sa spinom i primeni talasne mehanike na nuklearnu fiziku.

Literatura

• Luj de Broj i fizika čestica i polja, Zbornik radova sa Naučnog skupa posvećenog stogodišnjici rođenja Luja de Broja, Sveske fizičkih nauka, VI(1) 1—182, Beograd, 1993, Institut za teorijsku fiziku Beograd.

Spoljašnje veze

• Besmrtnici: Luj de Broj
• Luj de Brolj — Biografija Arhivirano na sajtu Wayback Machine (4. septembar 2004) (Nobelova fondacija)
• Luj de Brolj i Šredingerova mačka
• Paul Theroff (2005) An Online Gotha: Broglie Genealogy