2. 파동인가 입자인가

2-1. 드브로이의 물질파 — 전자도 파동이다

놀라운 질문 하나

야구공을 던졌다고 해 보자. 공은 투수의 손을 떠나 포수의 미트에 꽂힌다. 그 사이에 공은 하나의 경로를 따라 날아간다. 당연하다. 우리는 이것을 의심해 본 적이 없다.

그런데 만약 누군가 이렇게 말한다면?

"그 야구공도 사실은 파동이다. 파장을 가지고 있다."

미친 소리처럼 들릴 것이다. 그런데 놀랍게도, 이것은 사실이다. 다만 야구공의 파장이 원자핵보다도 훨씬 작아서 우리가 느끼지 못할 뿐이다. 반면, 전자처럼 아주 가벼운 입자의 파장은 원자 크기와 비슷하다. 그래서 전자는 정말로 파동처럼 행동한다 — 회절하고, 간섭하고, 파동이 하는 모든 것을 한다.

이 놀라운 아이디어를 처음 제안한 사람은 프랑스의 젊은 물리학자 루이 드브로이(Louis de Broglie)였다. 1924년, 그의 나이 겨우 31세, 박사학위 논문에서였다.