Το φως συμπεριφέρεται ως κύμα. Το φως συμπεριφέρεται ως σωματίδιο. Και τα δύο ισχύουν. Αυτή είναι η δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου, μια από τις πιο παράξενες και σημαντικές έννοιες στην κβαντομηχανική. Σε ορισμένα πειράματα, το φως διαθλάται και συμβάλλει όπως ένα κύμα. Σε άλλα, χτυπά τους ανιχνευτές όπως ένα σωματίδιο. Το ίδιο ισχύει και για την ύλη. Έχει αποδειχθεί ότι τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια, ακόμη και τα άτομα, εμφανίζουν κυματική συμπεριφορά. Το πείραμα διπλής σχισμής είναι η κλασική επίδειξη. Πυροβολήστε ηλεκτρόνια, ένα κάθε φορά, μέσα από δύο σχισμές και αυτά δημιουργούν ένα μοτίβο συμβολής, σαν να διέρχεται κάθε ηλεκτρόνιο και από τις δύο σχισμές ταυτόχρονα. Αλλά όταν μετράτε από ποια σχισμή περνάει κάθε ηλεκτρόνιο, το μοτίβο συμβολής εξαφανίζεται.

Η δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου προτάθηκε από τον Louis de Broglie το 1924. Υπέθεσε ότι κάθε ύλη έχει ένα μήκος κύματος, που τώρα ονομάζεται μήκος κύματος de Broglie, που δίνεται από τον τύπο λ = h/p, όπου h είναι η σταθερά του Planck και p είναι η ορμή. Η ιδέα επιβεβαιώθηκε πειραματικά το 1927. Η δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου δεν αποτελεί αντίφαση. Είναι ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό της κβαντομηχανικής. Τα σωματίδια δεν είναι κύματα ή σωματίδια. Είναι κβαντικά αντικείμενα που εμφανίζουν και τις δύο συμπεριφορές ανάλογα με τον τρόπο που μετρώνται. Η διάκριση μεταξύ κύματος και σωματιδίου είναι μια κλασική έννοια που δεν αποτυπώνει πλήρως την κβαντική πραγματικότητα.

Γεγονότα για τη δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου

• Proposed. Louis de Broglie, 1924.
• Τύπος. λ = h/p.
• Φως. Συμπεριφέρεται ως κύμα και σωματίδιο.
• Matter. Τα ηλεκτρόνια και τα άτομα εμφανίζουν επίσης κυματική συμπεριφορά.
• Διπλή σχισμή. Κλασική επίδειξη.

Η δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου δεν είναι το ίδιο με τη συμπληρωματικότητα. Η συμπληρωματικότητα είναι η αρχή του Bohr ότι οι περιγραφές κύματος και σωματιδίου είναι αμοιβαία αποκλειόμενες αλλά και οι δύο απαραίτητες.