Demonstrând că la scară atomică materia are în acelaşi timp caracter de undă şi de particulă, prinţul Louis Victor de Broglie a contribuit în anii 1920 la maturizarea teoriei cuantice. Ecuaţiile lui, care la scurt timp după enunţare au fost confirmate experimental, au permis formularea unei teorii a atomului foarte asemănătoare cu cea existentă în prezent.

Dar, ca şi Albert Einstein, care a fost una din principalele lui surse de inspiraţie, de Broglie nu s-a ocupat prea mult de forma finală a mecanicii undelor şi, implicit, de interpretarea statistică a lumii microscopice. El a devenit, spre sfârşitul carierei, o prezenţă venerabilă, dar pur decorativă. „Azi, în toamna vieţii mele", scria el cu două decenii înainte de a muri, „...nu cred că enigma a fost rezolvată." Pentru cei mai mulţi fizicieni, enigma e de mult dezlegată, iar aceasta şi datorită operei lui de Broglie.

Provenind dintr-o familie nobiliară din Piemont, Louis Pierre Victor Raymond de Broglie s-a născut pe 15 august 1892 la Dieppe, în nordul Franţei. Fiind cel mai tânăr dintre cei cinci copii, el avea printre strămoşi pe Madame de Stael, marea scriitoare, şi pe tatăl acesteia, Jacques Necker, celebrul bancher de pe vremea lui Ludovic al XVI-lea. Mama lui era Pauline d'Armaille, iar tatăl lui, ducele Victor de Broglie, se număra printre membrii Parlamentului.

Şi-a început instruirea acasă, apoi a urmat liceul Janson de Sailly din Paris. La doar 18 ani, de Broglie a primit la licence, care echivalează aproximativ cu titlul de bachelor din America (Echivalentul diplomei de absolvent de facultate din România (n.t.).), în istorie, la Sorbona. A continuat studiile universitare, cu intenţia de a se specializa în drept, dar curând avea să fie influenţat de Henry Poincare să se orienteze către ştiinţe şi matematică. Cu ajutorul fratelui său mai mare, Maurice, un bine cunoscut fizician, de Broglie s-a familiarizat cu teoria relativităţii şi cu noua teorie a cuantelor.

„Aveam 19 ani", avea el să scrie mai târziu, „când am simţit cum se naşte în mine vocaţia pentru fizica teoretică." Curând a început lecturile în domeniu, a descoperit teoriile lui Max Planck şi Albert Einstein şi a început să mediteze la noile progrese din fizica teoretică. A primit o a doua licence, de data aceasta în ştiinţe, în 1913.

În timpul primului război mondial, de Broglie a servit o lungă perioadă în armată. El a primit comanda unei unităţi de radiotelegrafie încartiruite pe Turnul Eiffel şi timp de şase ani a abandonat studiile în domeniul fizicii. Dar s-a familiarizat cu telegrafia fără fir, chiar în perioada în care aceasta migra spre undele scurte. După război, de Broglie s-a întors în laboratorul fratelui său şi în următorii câţiva ani, din 1920 în 1924, a efectuat cea mai importantă parte a cercetărilor sale. Munca în laboratorul lui Maurice, unde s-a ocupat în principal de cercetarea razelor X şi a efectului fotoelectric, l-a familiarizat cu ultimele rezultate experimentale legate de teoria atomică; primele lui lucrări datează din aceşti ani.

Dar a avut şi suficient timp ca să reflecteze asupra implicaţiilor teoretice ale teoriei cuantice.
Problema de care se ocupa de Broglie era esenţa finală a materiei, într-o perioadă în care noua teorie atomică, dezvoltată de Niels Bohr şi de Ernest Rutherford, părea să fie în egală măsură promiţătoare dar şi frustrantă pentru fizicieni. Bohr dezvoltase o foarte ingenioasă concepţie asupra atomului, în care electronii se plasau pe nişte orbite bine definite în jurul nucleului, unde puteau sări sau pe care puteau reveni, dar acest model venea în contradicţie cu diversele rezultate experimentale.

Era destul de neplăcut, pentru că modelul lui Bohr reprezenta un evident progres în teoria atomului. De pildă, modelul atomic Bohr-Rutherford dădea prima explicaţie substanţială a tabelului periodic al elementelor al lui Mendeleev. Dar rezultatele experimentale arătau că acest model este eronat în elementele sale esenţiale.

Disertaţia de doctorat a lui de Broglie, „Investigaţii în teoria cuantelor", conţine afirmaţiile de bază ale teoriei mecanicii ondulatorii. El porneşte de la două articole pe care le-a scris în 1923. De Broglie se inspirase în parte din studiile de matematică efectuate în secolul al XIX-lea de William Rowan Hamilton pe teme de refracţie, dar şi din teoria lui Einstein, datând din 1905, potrivit căreia, în anumite circumstanţe, undele de lumină se comportă ca nişte particule. Dacă aşa stau lucrurile, s-a întrebat de Broglie, oare alte particule nu se pot comporta ca nişte unde? Aşa cum avea să scrie mai târziu, „după o lungă meditaţie în singurătate, brusc mi-a venit ideea, în cursul anului 1923, că descoperirea făcută de Einstein în 1905 ar trebui să fie generalizată la toate particulele materiale, în special la electroni".

Mai mult, ideea era susţinută şi de teoria lui Einstein potrivit căreia lumina şi substanţa sunt deopotrivă nişte forme ale materiei. Se poate considera, spunea de Broglie, că toată materia elementară se comportă fie ca particule, fie ca unde. El şi-a reprezentat concepţia printr-o formulă matematică, iar atunci când Conducătorul lui de doctorat, Paul Langevin, a înaintat formula lui de Broglie lui Einstein, acesta i-a înţeles imediat importanţa. „Citeşte-o", i-a scris Einstein lui Max Born. „Deşi pare o nebunie, este foarte solidă."

Teoretic, ecuaţiile lui de Broglie formează piatra unghiulară a mecanicii ondulatorii, dezvoltată doi ani mai târziu de Erwin Schrondinger. În ciuda susţinerii lui Einstein, ideea lui de Broglie părea atât de bizară, încît iniţial a creat foarte multă confuzie. Totuşi, fizicienii americani Clinton Davisson şi Lester Germer au înţeles esenţa lucrărilor lui Schrodinger pe tema mecanicii ondulatorii.

Experimentele lor de la Bell Telephone Laboratories din 1927, în care au examinat ce se întâmplă cu fasciculele de lumină care lovesc o ţintă de nichel, au confirmat teoria lui de Broglie. Ei au arătat că electronii posedă două proprietăţi caracteristice undelor: difracţia şi interferenţa şi că amplitudinea undelor este strict în corelaţie cu energia particulei.

De Broglie nu a împărtăşit punctul de vedere majoritar asupra fizicii cuantice în dezbaterea filozofică din anii '20. Recunoscând frumuseţea matematică şi rigoarea aşa-numitei „interpretări de la Copenhaga" a mecanicii cuantice, de Broglie a rămas „oarecum perplex" în aceeaşi măsură, ca şi Einstein, continuând să susţină principiul cauzalităţii. El a făcut eforturi considerabile pentru a demonstra că particula este de fapt instanţa localizată a undei. Nu a reuşit şi a recunoscut cinstit că eforturile lui au eşuat.

În 1929, de Broglie a primit Premiul Nobel pentru fizică. Cu puţin timp înainte începuse să predea fizica la Universitatea din Paris, iar premiul a fost un excelent stimulent în noua sa carieră. A devenit profesor plin în 1932 şi a intrat la Institutul Henri Poincare un an mai târziu. A rămas acolo până la pensionare, în 1962.

A continuat să manifeste interes faţă de fizica aplicată şi multe din lucrările lui ulterioare abordau probleme practice legate de energia atomică şi de acceleratoarele de particule, de optică şi cibernetică. Ajungând o personalitate proeminentă a ştiinţei franceze - amplasat în micul panteon al marilor fizicieni din această ţară -de Broglie a scris foarte multe cărţi, atât pentru uzul oamenilor de ştiinţă, cât şi pentru popularizare.

Unele au fost traduse în engleză: Materie şi lumină, scrisă în 1937; Revoluţie în fizică, în 1953; Interpretarea actuală a mecanicii ondulatorii, în 1964, iar la sfârşitul vieţii, Cuante, spaţiu şi timp. De Broglie a murit pe 19 martie 1987.

RECENT

Aspecte epidemilogice ale izbucnirilor cu boli diareice acute în Republica Moldova (Nadejda Gafin, Aliona Nastas, Ion Bîrcă, Adrian Cotelea, Vasile Sofronie)
02.01.2020

În articol sunt prezentate unele aspecte epidemiologice ale izbucnirilor cu boli diareice acute (BDA) în Republica Moldova în anii 2014-2 [ ... ]

Impactul asupra sănătății și cel socioeconomic al morbidității prin varicelă în Republica Moldova (Silvia Negară, Vasile Sofronie)
02.01.2020

A fost studiată și analizată epidemilogic morbiditatea prin varicelă în Republica Moldova în perioada 1985-2017. Studiul dat este unul [ ... ]

2018 Sănătatea - Publicaţie de sănătate şi divertisment