Licht verhält sich wie eine Welle. Licht verhält sich wie ein Teilchen. Beides trifft zu. Das ist der Welle-Teilchen-Dualismus, eines der seltsamsten und wichtigsten Konzepte der Quantenmechanik. In manchen Experimenten beugt und interferiert Licht wie eine Welle. In anderen trifft es auf Detektoren wie ein Teilchen. Dasselbe gilt für Materie. Elektronen, Protonen und sogar Atome zeigen nachweislich Wellenverhalten. Das Doppelspaltexperiment ist der klassische Beweis dafür. Schießt man Elektronen einzeln durch zwei Spalte, entsteht ein Interferenzmuster, als ob jedes Elektron gleichzeitig durch beide Spalte gegangen wäre. Misst man jedoch, durch welchen Spalt jedes Elektron geht, verschwindet das Interferenzmuster.

Der Welle-Teilchen-Dualismus wurde 1924 von Louis de Broglie vorgeschlagen. Er postulierte, dass alle Materie eine Wellenlänge besitzt, die heute als de-Broglie-Wellenlänge bezeichnet wird und durch λ = h/p gegeben ist, wobei h das Plancksche Wirkungsquantum und p der Impuls ist. Diese Idee wurde 1927 experimentell bestätigt. Der Welle-Teilchen-Dualismus ist kein Widerspruch, sondern ein fundamentales Merkmal der Quantenmechanik. Teilchen sind weder Wellen noch Teilchen im eigentlichen Sinne. Sie sind Quantenobjekte, die je nach Messmethode beide Verhaltensweisen zeigen. Die Unterscheidung zwischen Welle und Teilchen ist ein klassisches Konzept, das die Quantenrealität nicht vollständig erfasst.

Fakten zum Welle-Teilchen-Dualismus

• Vorgeschlagen. Louis de Broglie, 1924.
• Formula. λ = h/p.
• Light. Verhält sich wie Welle und Teilchen.
• Materie. Elektronen und Atome zeigen ebenfalls Wellenverhalten.
• Doppelspalt. Klassische Demonstration.

Die Welle-Teilchen-Dualität ist nicht dasselbe wie die Komplementarität. Die Komplementarität ist Bohrs Prinzip, wonach sich Wellen- und Teilchenbeschreibungen gegenseitig ausschließen, aber beide notwendig sind.