بعد تأمل عميق في الوحدة والتأمل، فجأة خطرت لي فكرة خلال عام 1923، بأن الاكتشاف الذي قام به أينشتاين في عام 1905 يجب أن يعمم بتوسيعه ليشمل جميع الجزيئات المادية وخاصة الإلكترونات.
Louis Victor Pierre Raymond de Broglie، الدوق السابع de Broglie كان فيزيائياً وأرستقراطياً فرنسياً قدم مساهمات رائدة في نظرية الكم. في أطروحة الدكتوراه الخاصة به عام 1924، افترض الطبيعة الموجية للإلكترونات واقترح أن جميع المواد لها خصائص موجية. يُعرف هذا المفهوم بفرضية de Broglie، وهو مثال على ازدواجية الموجة والجسيم، ويشكل جزءاً مركزياً من نظرية ميكانيكا الكم.
فاز de Broglie بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1929، بعد أن تم إثبات السلوك الموجي للمادة تجريبياً لأول مرة عام 1927.
تم استخدام نموذج الموجة الرائدة لعام 1925 والسلوك الموجي للجزيئات المكتشف من قبل de Broglie بواسطة Erwin Schrödinger في صياغته لميكانيكا الموجات. تم التخلي عن نموذج الموجة الرائدة والتفسير لاحقاً، لصالح الصيغة الكمومية، حتى عام 1952 عندما تم اكتشافه مجدداً وتحسينه بواسطة David Bohm.
كان Louis de Broglie العضو السادس عشر المنتخب لشغل المقعد 1 في الأكاديمية الفرنسية عام 1944، وعمل كأمين دائم للأكاديمية الفرنسية للعلوم. أصبح de Broglie أول عالم رفيع المستوى يدعو لإنشاء مختبر متعدد الجنسيات، وهو اقتراح أدى إلى إنشاء المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية CERN.
السيرة الذاتية
الأصل والتعليم
ينتمي Louis de Broglie إلى عائلة Broglie الأرستقراطية الشهيرة، التي احتل ممثلوها لعدة قرون مناصب عسكرية وسياسية مهمة في فرنسا. كان والد الفيزيائي المستقبلي، Louis-Alphonse-Victor، الدوق الخامس de Broglie، متزوجاً من Pauline d'Armaille، حفيدة الجنرال النابليوني Philippe Paul، comte de Ségur. كان لديهم خمسة أطفال؛ بالإضافة إلى Louis، هؤلاء هم: Albertina 1872–1946، وهي لاحقاً Marquise de Luppé؛ Maurice 1875–1960، وهو لاحقاً فيزيائي تجريبي مشهور؛ Philip 1881–1890، الذي توفي قبل سنتين من ولادة Louis؛ و Pauline، Comtesse de Pange 1888–1972، وهي لاحقاً كاتبة مشهورة. وُلد Louis في Dieppe، Seine-Maritime. بصفته الطفل الأصغر في الأسرة، نشأ Louis في عزلة نسبية، وقرأ كثيراً، وأحب التاريخ، خاصة التاريخ السياسي. منذ الطفولة المبكرة، كان لديه ذاكرة جيدة وكان يستطيع قراءة مقتطف من عرض مسرحي بدقة أو تقديم قائمة كاملة بوزراء الجمهورية الثالثة الفرنسية. تم التنبؤ له بمستقبل عظيم كرجل دولة.
كان de Broglie ينوي مهنة في العلوم الإنسانية، وحصل على درجته الأولى في التاريخ. بعد ذلك، وجه انتباهه نحو الرياضيات والفيزياء وحصل على درجة في الفيزياء. مع اندلاع الحرب العالمية الأولى عام 1914، عرض خدماته على الجيش في تطوير اتصالات الراديو.
الخدمة العسكرية
بعد التخرج، انضم Louis de Broglie كعامل بسيط إلى قوات الهندسة للقيام بالخدمة الإلزامية. بدأت في Fort Mont Valérien، لكن سرعان ما، بمبادرة من أخيه، تم إرساله إلى خدمة الاتصالات اللاسلكية وعمل على برج إيفل، حيث كان جهاز الإرسال اللاسلكي يقع. بقي Louis de Broglie في الخدمة العسكرية طوال الحرب العالمية الأولى، يتعامل مع مسائل تقنية بحتة. على وجه الخصوص، شارك مع Leon Brillouin وأخيه Maurice في تأسيس اتصالات لاسلكية مع الغواصات. تم تسريح الأمير Louis في أغسطس 1919 برتبة adjudant. فيما بعد، أسف العالم على أنه اضطر إلى قضاء حوالي ست سنوات بعيداً عن المشاكل الأساسية للعلم التي اهتمت به.
الحياة العلمية والتربوية
أطروحته عام 1924 Recherches sur la théorie des quanta أبحاث عن نظرية الكم قدمت نظريته عن موجات الإلكترون. تضمنت هذه نظرية ازدواجية الموجة والجسيم للمادة، بناءً على عمل Max Planck و Albert Einstein حول الضوء. تتوجت هذه الأبحاث في فرضية de Broglie التي تنص على أن أي جسيم متحرك أو جسم له موجة مرتبطة به. وبالتالي، ابتكر de Broglie مجالاً جديداً في الفيزياء، mécanique ondulatoire، أو ميكانيكا الموجات، موحداً فيزياء موجة الطاقة وجسيم المادة. لقاء هذا، فاز بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1929.
في مسيرته اللاحقة، عمل de Broglie على تطوير شرح سببي لميكانيكا الموجات، معارضة للنماذج الاحتمالية بالكامل التي تهيمن على نظرية الميكانيكا الكمومية؛ تم تحسينها بواسطة David Bohm في الخمسينيات. أصبحت النظرية معروفة منذ ذلك الحين باسم نظرية De Broglie–Bohm.
بالإضافة إلى العمل العلمي البحت، فكر de Broglie وكتب عن فلسفة العلم، بما في ذلك قيمة الاكتشافات العلمية الحديثة.
أصبح de Broglie عضواً في Académie des sciences عام 1933، وكان الأمين الدائم للأكاديمية من عام 1942. طُلب منه الانضمام إلى Le Conseil de l'Union Catholique des Scientifiques Francais، لكنه رفض لأنه كان غير متدين. في 12 أكتوبر 1944، تم انتخاؤه في Académie Française، محل الرياضياتي Émile Picard. نظراً لوفيات واعتقالات أعضاء Académie أثناء الاحتلال والآثار الأخرى للحرب، كانت Académie غير قادرة على الوفاء بنصاب عشرين عضواً لانتخابه؛ نظراً للظروف الاستثنائية، لكن انتخابه بالإجماع من قبل السبعة عشر عضواً الحاضرين تم قبوله. في حدث فريد من نوعه في تاريخ Académie، تم استقباله كعضو من قبل أخيه الخاص Maurice، الذي تم انتخابه عام 1934. منحته اليونسكو جائزة Kalinga الأولى عام 1952 عن عمله في نشر المعرفة العلمية، وتم انتخابه عضواً أجنبياً في الجمعية الملكية في 23 أبريل 1953.
أصبح Louis الدوق السابع de Broglie عام 1960 عند وفاة أخيه الأكبر Maurice، الدوق السادس de Broglie، وهو أيضاً فيزيائي، بدون وريث.
في عام 1961، حصل على لقب فارس Grand Cross في Légion d'honneur. تم منح de Broglie منصب مستشار في اللجنة الفرنسية العليا للطاقة الذرية عام 1945 لجهوده في تقريب الصناعة والعلم. أسس مركزاً للميكانيكا التطبيقية في معهد Henri Poincaré، حيث تم إجراء أبحاث في البصريات والسيبرنطيقا والطاقة الذرية. ألهم تشكيل الأكاديمية الدولية للعلوم الجزيئية الكمومية وكان عضواً مبكراً. تم عقد جنازته في 23 مارس 1987 في كنيسة Saint-Pierre-de-Neuilly.
لم يتزوج Louis أبداً. عندما توفي في Louveciennes، خلفه كدوق ابن عم بعيد، Victor-François، الدوق الثامن de Broglie.
النشاط العلمي
فيزياء الأشعة السينية والتأثير الكهروضوئي
تم إجراء الأعمال الأولى لـ Louis de Broglie في أوائل عشرينيات القرن العشرين في مختبر أخيه الأكبر Maurice وتعاملت مع خصائص التأثير الكهروضوئي وخصائص الأشعة السينية. فحصت هذه المنشورات امتصاص الأشعة السينية ووصفت هذه الظاهرة باستخدام نظرية Bohr، وطبقت مبادئ الكم على تفسير أطياف الكهروضوئي، وأعطت تصنيفاً منهجياً لأطياف الأشعة السينية. كانت دراسات أطياف الأشعة السينية مهمة لتوضيح هيكل الأغلفة الإلكترونية الداخلية للذرات؛ تتحدد الأطياف البصرية بالأغلفة الخارجية. وبالتالي، كشفت نتائج التجارب التي أجريت مع Alexandre Dauvillier عن أوجه القصور في الأنظمة الموجودة لتوزيع الإلكترونات في الذرات؛ تم القضاء على هذه الصعوبات بواسطة Edmund Stoner. كانت النتيجة الأخرى هي توضيح عدم كفاية صيغة Sommerfeld لتحديد موضع الخطوط في أطياف الأشعة السينية؛ تم القضاء على هذا التناقض بعد اكتشاف دوران الإلكترون. في عامي 1925 و 1926، رشح فيزيائي لينينغراد Orest Khvolson إخوة de Broglie لجائزة نوبل عن عملهم في مجال الأشعة السينية.
المادة وازدواجية الموجة والجسيم
من خلال دراسة طبيعة إشعاع الأشعة السينية ومناقشة خصائصها مع أخيه Maurice، الذي اعتبر هذه الأشعة نوعاً ما من مزيج الموجات والجسيمات، ساهم ذلك في وعي Louis de Broglie بالحاجة إلى بناء نظرية تربط تمثيلات الجسيمات والموجات. بالإضافة إلى ذلك، كان مألوفاً مع أعمال Marcel Brillouin 1919–1922، التي اقترحت نموذجاً ديناميكياً مائياً لذرة وحاولت ربطها بنتائج نظرية Bohr. كانت نقطة الانطلاق في عمل Louis de Broglie هي فكرة A. Einstein حول كمات الضوء. في مقالته الأولى حول هذا الموضوع، المنشورة في 1922، اعتبر العالم الفرنسي إشعاع الجسم الأسود بمثابة غاز من كمات الضوء وباستخدام الإحصائيات الكلاسيكية، اشتق قانون إشعاع Wien في إطار هذا التمثيل. في منشوره التالي، حاول التوفيق بين مفهوم كمات الضوء مع ظواهر التداخل والحيود وتوصل إلى الخلاصة بأنه كان من الضروري ربط دورية معينة مع الكمات. في هذه الحالة، تم تفسير كمات الضوء من قبله كجزيئات نسبية بكتلة صغيرة جداً.
بقي توسيع الاعتبارات الموجية على أي جزيئات ضخمة، وفي صيف 1923 حدث اختراق حاسم. وضح de Broglie أفكاره في ملاحظة قصيرة "الموجات والكمات" بالفرنسية: Ondes et quanta، قُدمت في اجتماع الأكاديمية الباريسية للعلوم في 10 سبتمبر 1923، والتي وضعت علامة على بداية إنشاء ميكانيكا الموجات. في هذه الورقة، اقترح العالم أن جسيماً متحركاً بطاقة E وسرعة v يتميز بعملية دورية داخلية معينة بتردد E / h. هذه الموجة، التي تلقت لاحقاً اسم الطور، أو موجة de Broglie، أثناء حركة الجسم تبقى في الطور مع العملية الدورية الداخلية. بعد ذلك، عند فحص حركة الإلكترون في مدار مغلق، أظهر العالم أن متطلبات مطابقة الطور تؤدي مباشرة إلى شرط Bohr-Sommerfeld الكمومي، أي لتكمية الزخم الزاوي. في الملاحظات الثلاث التالية المُبلغ عنها في الاجتماعات في 24 سبتمبر و 8 أكتوبر على التوالي، توصل de Broglie إلى الخلاصة بأن سرعة الجسيم تساوي سرعة المجموعة للموجات الطورية، وأن الجسيم يتحرك على طول الخط الطبيعي على الأسطح ذات الطور المتساوي. في الحالة العامة، يمكن تحديد مسار الجسيم باستخدام مبدأ Fermat للموجات أو مبدأ الحد الأدنى من الإجراء للجزيئات، مما يشير إلى وجود اتصال بين البصريات الهندسية والميكانيكا الكلاسيكية.
وضعت هذه النظرية أساس ميكانيكا الموجات. تم دعمها من قبل Einstein، وتأكيدها من قبل تجارب انحراف الإلكترون لـ G P Thomson و Davisson و Germer، وتعميمها من خلال عمل Schrödinger.
ومع ذلك، كان هذا التعميم إحصائياً ولم يحصل على موافقة de Broglie، الذي قال "بأن الجسيم يجب أن يكون مقر عملية دورية داخلية وأنه يجب أن يتحرك في موجة لكي يبقى في طور معها كان يتم تجاهله من قبل الفيزيائيين الفعليين الذين أخطأوا في اعتبار انتشار موجة بدون تحديد موقع الجسيم، وهو ما يتناقض تماماً مع أفكاري الأصلية."
من وجهة نظر فلسفية، ساهمت هذه نظرية موجات المادة بشكل كبير في تدمير الذرية من الماضي. اعتقد de Broglie في الأصل أن موجة حقيقية أي لها تفسير فيزيائي مباشر كانت مرتبطة بالجزيئات. في الواقع، تم رسمية جانب الموجة للمادة من خلال دالة موجة حددت معادلة Schrödinger، وهي كيان رياضي بحت له تفسير احتمالي، بدون دعم عناصر فيزيائية حقيقية. هذه دالة الموجة تعطي مظهر سلوك موجي للمادة، دون أن تجعل موجات فيزيائية حقيقية تظهر. ومع ذلك، حتى نهاية حياته، عاد de Broglie إلى تفسير مباشر وحقيقي فيزيائي لموجات المادة، متابعاً عمل David Bohm. نظرية de Broglie–Bohm اليوم هي التفسير الوحيد الذي يعط
