A fény hullámként viselkedik. A fény részecskeként viselkedik. Mindkettő igaz. Ez a hullám-részecske dualitás, a kvantummechanika egyik legfurcsább és legfontosabb fogalma. Egyes kísérletekben a fény diffraktál és interferál, mint egy hullám. Másokban részecskeként éri a detektorokat. Ugyanez igaz az anyagra is. Az elektronokról, protonokról és még az atomokról is kimutatták, hogy hullámviselkedést mutatnak. A dupla réses kísérlet a klasszikus demonstráció. Ha egyesével juttatjuk az elektronokat két résen keresztül, interferenciamintázatot építenek fel, mintha minden elektron egyszerre haladna át mindkét résen. De amikor megmérjük, hogy melyik résen halad át az egyes elektronok, az interferenciamintázat eltűnik.

A hullám-részecske dualitás elméletét Louis de Broglie vetette fel 1924-ben. Azt javasolta, hogy minden anyagnak van hullámhossza, amelyet ma de Broglie-hullámhossznak nevezünk, és amelyet a λ = h/p képlet ad meg, ahol h a Planck-állandó, p pedig az impulzus. Az elképzelést 1927-ben kísérletileg is megerősítették. A hullám-részecske dualitás nem ellentmondás. A kvantummechanika alapvető jellemzője. A részecskék nem hullámok vagy részecskék. Olyan kvantumobjektumok, amelyek mindkét viselkedést mutatják attól függően, hogyan mérjük őket. A hullám és a részecske közötti különbségtétel egy klasszikus fogalom, amely nem ragadja meg teljesen a kvantumvalóságot.

Hullám-részecske dualitás tényei

• Javasolt. Louis de Broglie, 1924.
• Képlet. λ = h/p.
• Fény. Hullámként és részecskeként viselkedik.
• Anyag. Az elektronok és az atomok hullámviselkedést is mutatnak.
• Dupla rés. Klasszikus bemutató.

A hullám-részecske dualitás nem ugyanaz, mint a komplementaritás. A komplementaritás Bohr elve, amely szerint a hullám- és részecskeleírások kölcsönösen kizárják egymást, de mindkettő szükséges.