Mostrar código-fonte de Dualidade onda-corpúsculo

{{Formatar referências|data=setembro de 2022}}
{{Mecânica-quântica|Topico-c=Conceitos fundamentais}}
A '''dualidade onda partícula''' é o conceito da [[mecânica quântica]] de que cada [[Partícula subatômica|partícula]] ou entidade [[Mecânica quântica|quântica]] pode ser descrita como uma partícula ou uma [[onda]]. Expressa a incapacidade dos conceitos [[Mecânica clássica|clássicos]] de "partícula" ou "onda" para descrever completamente o comportamento de objetos em [[Nível quântico|escala quântica]]. Como [[Albert Einstein]] escreveu:<ref>{{citar livro|url=Albert Einstein, Leopold Infeld (1938). The Evolution of Physics: The Growth of Ideas from Early Concepts to Relativity and Quanta. Cambridge University Press. Bibcode:1938epgi.book.....E. Quoted in Harrison, David (2002). "Complementarity and the Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics". UPSCALE. Dept. of Physics, U. of Toronto. Retrieved 2008-06-21.|título=}}</ref>
[[Ficheiro:Solvay conference 1927.jpg|miniaturadaimagem|Reunião de Cientistas]]

“Parece que às vezes devemos usar uma teoria e às vezes a outra, enquanto às vezes podemos usar qualquer uma delas. Estamos diante de um novo tipo de dificuldade. Temos duas imagens contraditórias da realidade; separadamente, nenhum deles explica totalmente os fenômenos da luz, mas juntos eles o fazem.”

Através do trabalho de [[Max Planck]], [[Albert Einstein]], [[Louis de Broglie]], [[Arthur Holly Compton|Arthur Compton]], [[Niels Bohr]], [[Erwin Schrödinger]] e muitos outros, a teoria científica atual sustenta que todas as partículas exibem uma natureza ondulatória e vice-versa.<ref>{{citar livro|url=Walter Greiner (2001). Quantum Mechanics: An Introduction. Springer. ISBN 978-3-540-67458-0.|título=}}</ref> Este fenômeno foi verificado não apenas para partículas elementares, mas também para partículas compostas como [[átomo]]s e até moléculas. Para partículas [[macroscópica]]s, por causa de seus comprimentos de onda extremamente curtos, as propriedades das ondas geralmente não podem ser detectadas.<ref>{{citar livro|url=R. Eisberg & R. Resnick (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (2nd ed.). John Wiley & Sons. pp. 59–60. ISBN 978-0-471-87373-0. For both large and small wavelengths, both matter and radiation have both particle and wave aspects.... But the wave aspects of their motion become more difficult to observe as their wavelengths become shorter.... For ordinary macroscopic particles the mass is so large that the momentum is always sufficiently large to make the de Broglie wavelength small enough to be beyond the range of experimental detection, and classical mechanics reigns supreme.|título=}}</ref>

Embora o uso da dualidade onda-partícula tenha funcionado bem na física, o significado ou interpretação não foi satisfatoriamente resolvido; ver [[interpretações da mecânica quântica]].

Bohr considerou o "paradoxo da [[Dualismo|dualidade]]" como um fato fundamental ou metafísico da natureza. Um determinado tipo de objeto quântico exibirá às vezes o caráter de onda, às vezes de partícula, em configurações físicas respectivamente diferentes. Ele viu essa dualidade como um aspecto do conceito de [[Complementaridade do buraco negro|complementaridade]].<ref>{{citar livro|url=Kumar, Manjit (2011). Quantum: Einstein, Bohr, and the Great Debate about the Nature of Reality (Reprint ed.). W. W. Norton & Company. pp. 242, 375–376. ISBN 978-0-393-33988-8.|título=}}</ref> Bohr considerou a renúncia à relação causa-efeito, ou complementaridade, da imagem espaço-tempo, como essencial para a explicação da mecânica quântica.<ref>{{citar livro|url=Bohr, N. (1928). "The Quantum Postulate and the Recent Development of Atomic Theory". Nature. 121 (3050): 580–590. Bibcode:1928Natur.121..580B. doi:10.1038/121580a0.|título=}}</ref>

[[Werner Heisenberg]] considerou a questão mais a fundo. Ele viu a dualidade como presente para todas as entidades quânticas, mas não exatamente na descrição usual da mecânica quântica considerada por Bohr. Ele viu isso no que é chamado de [[segunda quantização]], que gera um conceito inteiramente novo de campos que existem no [[espaço-tempo]] comum, a causalidade ainda sendo visualizável. Os valores clássicos de campo (por exemplo, as forças de campo elétrico e magnético de [[James Clerk Maxwell|Maxwell]]) são substituídos por um tipo inteiramente novo de valor de campo, conforme considerado na [[teoria quântica de campos]]. Invertendo o raciocínio, a mecânica quântica comum pode ser deduzida como uma consequência especializada da teoria quântica de campos.<ref>{{citar livro|url=Camilleri, K. (2009). Heisenberg and the Interpretation of Quantum Mechanics: the Physicist as Philosopher, Cambridge University Press, Cambridge UK, ISBN 978-0-521-88484-6.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Preparata, G. (2002). An Introduction to a Realistic Quantum Physics, World Scientific, River Edge NJ, ISBN 978-981-238-176-7.|título=}}</ref>

== História ==
=== Teoria clássica ===
[[Demócrito]] (século 5 aC) argumentou que todas as coisas no [[universo]], incluindo a [[luz]], são compostas de subcomponentes indivisíveis.<ref>{{citar livro|url=Berryman, Sylvia (2016), "Democritus", in Zalta, Edward N. (ed.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Winter 2016 ed.), Metaphysics Research Lab, Stanford University, retrieved 2022-07-17|título=}}</ref> [[Euclides]] (4º–3º século aC) dá tratados sobre a propagação da luz, afirma o princípio da trajetória mais curta da luz, incluindo múltiplas reflexões em espelhos, incluindo esféricos, enquanto [[Plutarco]] (1º–2º século dC) descreve múltiplas reflexões em espelhos esféricos discutindo a criação de imagens maiores ou menores, reais ou imaginárias, inclusive no caso de [[Quiralidade (química)|quiralidade]] das imagens. No início do século 11, o cientista árabe [[Alhazém|Ibn al-Haytham]] escreveu o primeiro livro abrangente de [[óptica]] descrevendo [[Reflexão (física)|reflexão]], [[refração]] e a operação de uma lente pinhole através de raios de luz que viajam do ponto de emissão para o olho. Ele afirmou que esses raios eram compostos de partículas de luz. Em 1630, [[René Descartes]] popularizou a descrição de ondas opostas em seu tratado sobre a luz, [[The World]], mostrando que o comportamento da luz poderia ser recriado pela modelagem de distúrbios ondulatórios em um meio universal, ou seja, [[éter luminífero]]. Começando em 1670 e progredindo ao longo de três décadas, [[Isaac Newton]] desenvolveu e defendeu sua [[Teoria corpuscular da luz|teoria corpuscular]], argumentando que as linhas perfeitamente retas de reflexão demonstravam a natureza das partículas da luz, apenas partículas poderiam viajar em tais linhas retas. Ele explicou a refração postulando que as partículas de luz aceleravam lateralmente ao entrar em um meio mais denso. Na mesma época, os contemporâneos de [[Isaac Newton|Newton]], [[Robert Hooke]] e [[Christiaan Huygens]], e mais tarde [[Augustin Jean Fresnel|Augustin-Jean Fresnel]], refinaram matematicamente o ponto de vista da onda, mostrando que se a luz viajasse em diferentes velocidades em diferentes meios, a refração poderia ser facilmente explicada como a propagação dependente do meio de ondas de luz. O princípio de Huygens-Fresnel resultante foi extremamente bem sucedido na reprodução do comportamento da luz e foi posteriormente apoiado pela descoberta de [[Thomas Young]] da [[interferência]] de [[onda]]s da [[luz]] por seu experimento de [[dupla fenda]] em 1801.<ref>{{citar livro|url=Young, Thomas (1804). "Bakerian Lecture: Experiments and calculations relative to physical optics". Philosophical Transactions of the Royal Society. 94: 1–16. Bibcode:1804RSPT...94....1Y. doi:10.1098/rstl.1804.0001. S2CID 110408369.|título=}}</ref> A visão de onda não substituiu imediatamente a visão de raios e partículas, mas começou a dominar o pensamento científico sobre a luz em meados do século 19, uma vez que podia explicar fenômenos de polarização que as alternativas não podiam.<ref>{{citar livro|url=Buchwald, Jed (1989). The Rise of the Wave Theory of Light: Optical Theory and Experiment in the Early Nineteenth Century. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-07886-1. OCLC 18069573.|título=}}</ref>
[[Ficheiro:James Clerk Maxwell.png|miniaturadaimagem|James Maxwell]]

[[James Clerk Maxwell]] descobriu que poderia aplicar suas [[equações de Maxwell]] previamente descobertas, juntamente com uma ligeira modificação para descrever ondas auto-propagantes de campos elétricos e magnéticos oscilantes. Rapidamente se tornou aparente que a luz visível, a luz ultravioleta e a luz infravermelha eram todas ondas eletromagnéticas de diferentes frequências.

=== Radiação de corpo negro ===
Em 1901, [[Max Planck]] publicou uma análise que conseguiu reproduzir o [[Espectro (física)|espectro]] observado de luz emitida por um objeto brilhante. Para conseguir isso, [[Max Planck|Planck]] teve que fazer uma suposição matemática da energia quantizada dos osciladores, ou seja, átomos do [[corpo negro]] que emitem [[radiação]]. Einstein mais tarde propôs que a própria [[radiação eletromagnética]] é [[Quantização (física)|quantizada]], não a [[energia]] dos átomos radiantes.

A radiação do corpo negro, a emissão de energia eletromagnética devido ao calor de um objeto, não poderia ser explicada apenas com argumentos clássicos. O [[teorema da equipartição]] da [[mecânica clássica]], a base de todas as teorias termodinâmicas clássicas, afirmava que a energia de um objeto é dividida igualmente entre os modos [[Vibração|vibracionais]] do objeto. Mas aplicar o mesmo raciocínio à emissão eletromagnética de tal objeto térmico não foi tão bem sucedido. Que objetos térmicos emitem luz já eram conhecidos há muito tempo. Como a luz era conhecida como ondas de eletromagnetismo, os físicos esperavam descrever essa emissão por meio de leis clássicas. Isso ficou conhecido como o problema do corpo negro. Uma vez que o [[teorema da equipartição]] funcionou tão bem na descrição dos modos vibracionais do próprio objeto térmico, era natural supor que ele teria um desempenho igualmente bom na descrição da emissão radiativa de tais objetos. Mas um problema surgiu rapidamente se cada modo recebesse uma partição igual de [[energia]], os modos de [[comprimento de onda]] curto consumiram toda a energia. Isso ficou claro ao traçar a lei de [[Rayleigh|Rayleigh-Jeans]], que, embora previsse corretamente a intensidade das emissões de comprimentos de onda longos, previu a [[energia total]] infinita à medida que a intensidade diverge ao infinito para [[Comprimento de onda|comprimentos de onda]] curtos. Isso ficou conhecido como a [[Catástrofe do ultravioleta|catástrofe ultravioleta]].
[[Ficheiro:Blackbody-pt.png|miniaturadaimagem|Radiação de Corpo Negro]]

Em 1900, [[Max Planck]] levantou a hipótese de que a [[Frequência|frequência da luz]] emitida pelo [[corpo negro]] dependia da frequência do [[Oscilador harmônico|oscilador]] que a emitia, e a energia desses osciladores aumentava linearmente com a frequência (de acordo com E = hf onde h é a constante de Planck e f é a frequência). Esta não foi uma proposta infundada, considerando que os osciladores macroscópicos operam de forma semelhante ao estudar cinco [[Oscilador harmônico|osciladores harmônicos simples]] de igual [[amplitude]], mas frequência diferente, o oscilador com a frequência mais alta possui a energia mais alta (embora essa relação não seja linear como a de Planck). Exigindo que a luz de alta frequência fosse emitida por um oscilador de igual frequência, e exigindo ainda que este oscilador ocupasse mais energia do que um de menor frequência, Planck evitou qualquer catástrofe, dando uma partição igual aos osciladores de alta frequência produzidos sucessivamente menos. osciladores e menos luz emitida. E como na [[distribuição de Maxwell-Boltzmann]], os osciladores de baixa frequência e baixa energia foram suprimidos pelo ataque de oscilações térmicas de osciladores de alta energia, que necessariamente aumentam sua energia e frequência.

O aspecto mais revolucionário do tratamento do corpo negro por Planck é que ele depende inerentemente de um número inteiro de osciladores em [[Equilíbrio termodinâmico|equilíbrio térmico]] com o [[campo eletromagnético]]. Esses osciladores entregam toda a sua energia ao campo eletromagnético, criando um quantum de luz, tantas vezes quanto são excitados pelo campo eletromagnético, absorvendo um quantum de luz e começando a oscilar na frequência correspondente. Planck criou intencionalmente uma teoria atômica do corpo negro, mas involuntariamente gerou uma teoria atômica da luz, onde o corpo negro nunca gera quanta de luz em uma determinada frequência com uma energia menor que hf. No entanto, ao perceber que havia quantizado o campo eletromagnético, denunciou as partículas de luz como uma limitação de sua aproximação, não uma propriedade da realidade.

=== Efeito fotoelétrico ===
[[Ficheiro:Photoelectric effect in a solid - diagram.svg|miniaturadaimagem|Efeito Fotoelétrico]]
Embora [[Max Planck|Planck]] tenha resolvido a catástrofe ultravioleta usando átomos e um campo eletromagnético quantizado, a maioria dos físicos contemporâneos concordou que os "quanta de luz" de Planck representavam apenas falhas em seu modelo. Uma derivação mais completa da radiação do [[corpo negro]] produziria um campo eletromagnético totalmente contínuo e "semelhante a ondas" sem quantização. No entanto, em 1905, [[Albert Einstein]] usou o modelo de corpo negro de Planck para produzir sua solução para outro problema notável da época: [[Efeito fotoelétrico|o efeito fotoelétrico]], em que elétrons são emitidos de átomos quando absorvem energia da luz. Desde que sua existência foi teorizada oito anos antes, os fenômenos foram estudados com o modelo do elétron em mente em laboratórios de física em todo o mundo.
[[Ficheiro:Einstein 1921 by F Schmutzer - restoration.jpg|miniaturadaimagem|Albert Einstein]]

Em 1902, [[Philipp Lenard]] descobriu que a energia desses elétrons ejetados não dependia da intensidade da luz incidente, mas sim de sua frequência. Então, se alguém iluminar um metal com um pouco de luz de baixa frequência, alguns elétrons de baixa energia são ejetados. Se alguém agora lança um feixe muito intenso de luz de baixa frequência sobre o mesmo metal, uma enorme quantidade de elétrons é ejetada; por mais que possuam a mesma baixa energia, existem apenas mais deles. Quanto mais luz houver, mais [[elétron]]s serão ejetados. Considerando que, para obter elétrons de alta energia, deve-se iluminar o metal com luz de alta frequência. Como a [[Radiação de corpo negro|radiação do corpo negro]], isso estava em desacordo com uma teoria que invocava a transferência contínua de energia entre a radiação e a matéria. No entanto, ainda pode ser explicado usando uma descrição totalmente clássica da luz, desde que a matéria seja de natureza mecânica quântica.<ref>{{citar livro|url=Lamb, Willis E.; Scully, Marlan O. (1968). "The photoelectric effect without photons" (PDF).|título=}}</ref>
[[Ficheiro:Lenard.jpg|miniaturadaimagem|[[Philipp Lenard]]]]

Se alguém usasse os quanta de energia de Planck e exigisse que a [[radiação eletromagnética]] em uma determinada frequência só pudesse transferir energia para a matéria em múltiplos inteiros de um quantum de energia hf, então o efeito fotoelétrico poderia ser explicado de maneira muito simples. A luz de baixa frequência ejeta apenas elétrons de baixa energia porque cada elétron é excitado pela absorção de um único fóton. Aumentar a intensidade da luz de baixa frequência (aumentando o número de fótons) apenas aumenta o número de elétrons excitados, não sua energia, porque a energia de cada fóton permanece baixa. Somente aumentando a frequência da luz e, assim, aumentando a energia dos fótons, pode-se ejetar elétrons com maior energia. Assim, usando a constante de [[Max Planck|Planck]] h para determinar a energia dos fótons com base em sua frequência, a energia dos elétrons ejetados também deve aumentar linearmente com a frequência, sendo o gradiente da linha a constante de Planck. Esses resultados não foram confirmados até 1915, quando [[Robert Andrews Millikan]] produziu resultados experimentais em perfeito acordo com as previsões de Einstein.

Enquanto a energia dos elétrons ejetados refletia a constante de [[Max Planck|Planck]], a existência de fótons não foi explicitamente comprovada até a descoberta do efeito anti-agrupamento de fótons. Isso se refere à observação de que uma vez que um único emissor (um átomo, molécula, emissor de estado sólido, etc.) irradia um sinal de luz detectável, ele não pode liberar imediatamente um segundo sinal até que o emissor tenha sido re-excitado. Isso leva a um atraso de tempo estatisticamente quantificável entre as emissões de luz, de modo que a detecção de múltiplos sinais torna-se cada vez mais improvável à medida que o tempo de observação cai abaixo do tempo de vida do emissor no estado excitado.<ref>{{citar livro|url=Wolf, Sebastian; Richter, Stefan (2020). "Light of Two Atoms in Free Space: Bunching or Antibunching?". Phys. Rev. Lett. 124 (6): 063603. arXiv:1911.10983. Bibcode:2020PhRvL.124f3603W. doi:10.1103/PhysRevLett.124.063603. PMID 32109104. S2CID 208267576.|título=}}</ref> O efeito pode ser demonstrado em um laboratório de nível de graduação.<ref>{{citar livro|url=Thorn, J. J.; Neel, M. S.; Donato, V. W.; Bergreen, G. S.; Davies, R. E.; Beck, M. (2004). "Observing the quantum behaviour of light in an undergraduate laboratory". American Journal of Physics. 72 (9): 1210. Bibcode:2004AmJPh..72.1210T. doi:10.1119/1.1737397.|título=}}</ref>

Este fenômeno só poderia ser explicado através de fótons. Os "quanta de luz" de Einstein não seriam chamados de fótons até 1925, mas mesmo em 1905 eles representavam o exemplo por excelência da dualidade onda-partícula. A [[radiação eletromagnética]] se propaga seguindo [[Equação linear|equações lineares]] de onda, mas só pode ser emitida ou absorvida como elementos discretos, agindo assim como onda e [[Partícula subatômica|partícula]] simultaneamente.

==== A explicação de Einstein ====
Em 1905, Albert Einstein forneceu uma explicação do [[efeito fotoelétrico]], um experimento que a [[Onda|teoria ondulatória]] da luz não conseguiu explicar. Ele o fez postulando a existência de fótons, quanta de [[energia]] luminosa com qualidades particulares.

No [[efeito fotoelétrico]], observou-se que incidir uma luz sobre certos metais levaria a uma [[corrente elétrica]] em um [[Circuito elétrico|circuito]]. Presumivelmente, a luz estava expulsando elétrons do metal, fazendo com que a corrente fluísse. No entanto, usando o caso do [[potássio]] como exemplo, também foi observado que, embora uma luz azul fraca fosse suficiente para causar uma corrente, mesmo a luz vermelha mais forte e brilhante disponível com a tecnologia da época não causava nenhuma corrente. De acordo com a teoria clássica da luz e da matéria, a [[Força fundamental|força]] ou [[amplitude]] de uma [[onda]] de luz era proporcional ao seu brilho: uma luz brilhante deveria ser forte o suficiente para criar uma grande corrente. No entanto, estranhamente, não foi assim.

[[Albert Einstein|Einstein]] explicou esse enigma [[Postulado de Planck|postulando]] que os elétrons podem receber energia de um [[campo eletromagnético]] apenas em unidades discretas (quanta ou fótons): uma quantidade de [[energia]] E que estava relacionada à [[Frequência elétrica|frequência]] f da luz por:

<math>E = h f</math>

Nessa expressão <math>h</math> é a [[constante de Planck]] (6,626 × 10^−34 Js). Apenas fótons de frequência alta o suficiente (acima de um certo valor limite) poderiam liberar um elétron. Por exemplo, os fótons de luz azul tinham energia suficiente para libertar um elétron do [[metal]], mas os fótons de [[Luz Vermelha|luz vermelha]] não. Um fóton de luz acima da [[frequência]] limiar poderia liberar apenas um elétron; quanto maior a frequência de um fóton, maior a energia cinética do elétron emitido, mas nenhuma quantidade de luz abaixo da frequência limiar poderia liberar um elétron. Violar essa lei exigiria [[lasers]] de altíssima [[Intensidade (física)|intensidade]] que ainda não haviam sido inventados. Fenômenos dependentes de intensidade já foram estudados em detalhes com esses lasers.<ref>{{citar livro|url=Zhang, Q (1996). "Intensity dependence of the photoelectric effect induced by a circularly polarized laser beam". Physics Letters A. 216 (1–5): 125–128. Bibcode:1996PhLA..216..125Z. doi:10.1016/0375-9601(96)00259-9.|título=}}</ref>

Einstein recebeu o [[Nobel de Física|Prêmio Nobel de Física]] em 1921 por sua descoberta da lei do efeito fotoelétrico.

=== A hipótese de De Broglie ===
Em 1924, [[Louis de Broglie|Louis-Victor de Broglie]] formulou a hipótese de Broglie, alegando que toda matéria<ref>{{citar livro|url=Donald H Menzel, "Fundamental formulas of Physics", vol. 1, p. 153; Gives the de Broglie wavelengths for composite particles such as protons and neutrons.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Brian Greene, The Elegant Universe, page 104 "all matter has a wave-like character"|título=}}</ref> tem uma natureza [[Onda|ondulatória]], ele relacionou [[comprimento de onda]] e [[Momento linear|momento]]:

<math>\lambda = \frac{h}{p}</math>

Esta é uma generalização da equação de Einstein acima, uma vez que o [[Momento linear|momento]] de um fóton é dado por <math>p = \frac{E}{c}</math>, onde c é a [[velocidade da luz]] no vácuo.
[[Ficheiro:Charles Louis Victor de Broglie (1758-1794) par Charles Toussaint Labadye (médaillon).png|miniaturadaimagem|[[Louis de Broglie|Louis-Victor de Broglie]]]]

A fórmula de De Broglie foi confirmada três anos depois para elétrons com a observação da [[difração de elétrons]] em dois experimentos independentes. Na [[Universidade de Aberdeen]], [[George Paget Thomson]] passou um feixe de elétrons através de um fino filme de metal e observou os padrões de interferência previstos. No [[Bell Labs]], [[Clinton Davisson|Clinton Joseph Davisson]] e Lester Halbert Germer guiaram o feixe de elétrons através de uma grade cristalina em seu experimento popularmente conhecido como ex[[Experimento de Davisson–Germer|perimento Davisson-Germer]].

De Broglie foi agraciado com o [[Nobel de Física|Prêmio Nobel de Física]] em 1929 por sua hipótese. Thomson e Davisson dividiram o Prêmio Nobel de Física em 1937 por seu trabalho experimental.

=== O princípio da incerteza de Heisenberg ===
Em seu trabalho na formulação da mecânica quântica, [[Werner Heisenberg]] postulou seu princípio da incerteza, que afirma:

(Delta x) * (Delta p) = (Constante de Planck reduzida)/2
[[Ficheiro:Werner Heisenberg Briefmarke.jpg|miniaturadaimagem|[[Werner Heisenberg]]]]


Onde

Delta aqui indica [[desvio padrão]], uma medida de dispersão ou incerteza;

x e p são a posição e o [[momento linear]] de uma partícula, respectivamente.

h cortado é a [[constante de Planck]] reduzida (a constante de Planck dividida por 2pi).

Heisenberg originalmente explicou isso como consequência do processo de medição: Medir a posição com precisão perturbava o [[Momento linear|momento]] e vice-versa, oferecendo um exemplo (o "[[microscópio]] de [[Radiação gama|raios gama]]") que dependia crucialmente da hipótese [[Louis de Broglie|de Broglie]]. O pensamento agora é, no entanto, que isso explica apenas parcialmente o fenômeno, mas que a incerteza também existe na própria partícula, mesmo antes da medição ser feita.

De fato, a explicação moderna do [[Princípio da incerteza de Heisenberg|princípio da incerteza]], estendendo a [[Interpretação de Copenhaga|interpretação de Copenhague]] apresentada pela primeira vez por [[Niels Bohr|Bohr]] e [[Werner Heisenberg|Heisenberg]], depende ainda mais centralmente da natureza [[ondulatória]] de uma partícula. Assim como não faz sentido discutir a localização precisa de uma onda em uma corda, as partículas não têm posições perfeitamente precisas; da mesma forma, assim como não faz sentido discutir o comprimento de onda de uma onda de "pulso" viajando por uma corda, as partículas não têm momentos perfeitamente precisos que correspondam ao inverso do [[comprimento de onda]]. Além disso, quando a posição é relativamente bem definida, a onda é do tipo pulso e tem um comprimento de onda muito mal definido e, portanto, momento. E, inversamente, quando o momento e, portanto, o comprimento de onda, é relativamente bem definido, a onda parece longa e senoidal e, portanto, tem uma posição muito mal definida.

=== A teoria de Broglie-Bohm ===
O próprio [[Louis de Broglie|De Broglie]] havia proposto uma construção de onda piloto para explicar a dualidade onda partícula observada. Nesta visão, cada partícula tem uma posição e momento bem definidos, mas é guiada por uma função de [[onda derivada]] da equação de [[Erwin Schrödinger|Schrödinger]]. A teoria da onda piloto foi inicialmente rejeitada porque gerava efeitos não locais quando aplicada a sistemas envolvendo mais de uma partícula. A não localidade, no entanto, logo se estabeleceu como uma característica integral da teoria quântica e [[David Bohm]] estendeu o modelo de [[Louis de Broglie|Broglie]] para incluí-la explicitamente.

Na representação resultante, também chamada de [[teoria de Broglie-Bohm]] ou mecânica de Bohm,<ref name="Não_nomeado-20231105174018">{{citar livro|url=See this Science Channel production (Season II, Episode VI "How Does The Universe Work?"), presented by Morgan Freeman, https://www.youtube.com/watch?v=W9yWv5dqSKk|título=}}</ref> a dualidade onda-partícula desaparece e explica o comportamento da onda como um espalhamento com aparência de onda, porque o movimento da partícula está sujeito a uma equação guia ou [[potencial quântico]].

Essa ideia me parece tão natural e simples, resolver o dilema onda-partícula de uma maneira tão clara e comum, que é um grande mistério para mim que tenha sido tão geralmente ignorada.<ref>{{citar livro|url=Bell, J. S., "Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics", Cambridge: Cambridge University Press, 1987.|título=}}</ref>– J.S.Bell

A melhor ilustração do modelo de onda piloto foi dada pelos experimentos de "gotas ambulantes" de Couder em 2010,<ref>{{citar livro|url=Couder, Y. (2010). "Walking droplets, a form of wave–particle duality at macroscopic scale?" (PDF). Europhysics News. 41 (1): 14–18. Bibcode:2010ENews..41a..14C. doi:10.1051/epn/2010101.|título=}}</ref> demonstrando o comportamento da onda piloto em um análogo mecânico macroscópico.<ref name="Não_nomeado-20231105174018"/>

== Natureza ondulatória de objetos grandes ==
Desde as demonstrações de propriedades ondulatórias em [[Fotão|fótons]] e elétrons, experimentos semelhantes foram conduzidos com [[nêutron]]s e [[próton]]s. Entre os experimentos mais famosos estão os de Estermann e [[Otto Stern]] em 1929.<ref>{{citar livro|url=Estermann, I.; Stern O. (1930). "Beugung von Molekularstrahlen". Zeitschrift für Physik. 61 (1–2): 95–125. Bibcode:1930ZPhy...61...95E. doi:10.1007/BF01340293. S2CID 121757478.|título=}}</ref> Autores de experimentos recentes semelhantes com átomos e moléculas, descritos abaixo, afirmam que essas partículas maiores também agem como ondas.

Uma série dramática de experimentos enfatizando a ação da gravidade em relação à dualidade onda-partícula foi realizada na década de 1970 usando o [[interferômetro]] de nêutrons.<ref>{{citar livro|url=Colella, R.; Overhauser, A. W.; Werner, S. A. (1975). "Observation of Gravitationally Induced Quantum Interference" (PDF). Physical Review Letters. 34 (23): 1472–1474. Bibcode:1975PhRvL..34.1472C. doi:10.1103/PhysRevLett.34.1472.|título=}}</ref> Os nêutrons, um dos componentes do [[Núcleo atómico|núcleo atômico]], fornecem grande parte da massa de um núcleo e, portanto, da matéria comum. No [[interferômetro]] de nêutrons, eles agem como ondas da [[mecânica quântica]] diretamente sujeitas à [[força da gravidade]]. Embora os resultados não tenham sido surpreendentes, já que se sabia que a gravidade atuava em tudo, incluindo a luz (veja testes de relatividade geral e o experimento de fótons de Pound-Rebka), a auto-interferência da onda [[mecânica quântica]] de um férmion maciço em um campo gravitacional nunca tinha sido experimentalmente confirmado antes.

Em 1999, foi relatada a difração de [[fulereno]]s C60 por pesquisadores da Universidade de Viena.<ref>{{citar livro|url=Arndt, Markus; O. Nairz; J. Voss-Andreae, C. Keller, G. van der Zouw, A. Zeilinger (14 October 1999). "Wave–particle duality of C60". Nature. 401 (6754): 680–682. Bibcode:1999Natur.401..680A. doi:10.1038/44348. PMID 18494170. S2CID 4424892.|título=}}</ref> Os fulerenos são objetos comparativamente grandes e massivos, com uma massa atômica de cerca de 720 u. O comprimento de onda de [[Louis de Broglie|Broglie]] do feixe incidente foi de cerca de 2,5 pm, enquanto o diâmetro da molécula é de cerca de 1 nm, cerca de 400 vezes maior. Em 2012, esses experimentos de difração de campo distante poderiam ser estendidos para moléculas de [[ftalocianina]] e seus derivados mais pesados, que são compostos de 58 e 114 átomos, respectivamente. Nesses experimentos, o acúmulo de tais padrões de interferência pode ser registrado em tempo real e com sensibilidade de uma única molécula.<ref>{{citar livro|url=Juffmann, Thomas; et al. (25 March 2012). "Real-time single-molecule imaging of quantum interference". Nature Nanotechnology. 7 (5): 297–300. arXiv:1402.1867. Bibcode:2012NatNa...7..297J. doi:10.1038/nnano.2012.34. PMID 22447163. S2CID 5918772.|título=}}</ref>

Em 2003, o grupo de Viena também demonstrou a natureza ondulatória da tetrafenilporfirina<ref name="Não_nomeado_2-20231105174018">{{citar livro|url=Hackermüller, Lucia; Stefan Uttenthaler; Klaus Hornberger; Elisabeth Reiger; Björn Brezger; Anton Zeilinger; Markus Arndt (2003). "The wave nature of biomolecules and fluorofullerenes". Phys. Rev. Lett. 91 (9): 090408. arXiv:quant-ph/0309016. Bibcode:2003PhRvL..91i0408H. doi:10.1103/PhysRevLett.91.090408. PMID 14525169. S2CID 13533517.|título=}}</ref>—um biocorante plano com uma extensão de cerca de 2 nm e uma massa de 614 u. Para esta demonstração, eles empregaram um [[interferômetro]] Talbot Lau de campo próximo.<ref>{{citar livro|url=Clauser, John F.; S. Li (1994). "Talbot von Lau interefometry with cold slow potassium atoms". Phys. Rev. A. 49 (4): R2213–2217. Bibcode:1994PhRvA..49.2213C. doi:10.1103/PhysRevA.49.R2213. PMID 9910609.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Brezger, Björn; Lucia Hackermüller; Stefan Uttenthaler; Julia Petschinka; Markus Arndt; Anton Zeilinger (2002). "Matter-wave interferometer for large molecules". Phys. Rev. Lett. 88 (10): 100404. arXiv:quant-ph/0202158. Bibcode:2002PhRvL..88j0404B. doi:10.1103/PhysRevLett.88.100404. PMID 11909334. S2CID 19793304.|título=}}</ref> No mesmo [[interferômetro]] eles também encontraram franjas de interferência para C60F48, um buckyball fluorado com massa de cerca de 1600 u, composto por 108 átomos.<ref name="Não_nomeado_2-20231105174018"/> Moléculas grandes já são tão complexas que dão acesso experimental a alguns aspectos da interface [[quântica]]-clássica, ou seja, a certos mecanismos de [[Decoerência quântica|decoerência]].<ref>{{citar livro|url=Hornberger, Klaus; Stefan Uttenthaler; Björn Brezger; Lucia Hackermüller; Markus Arndt; Anton Zeilinger (2003). "Observation of Collisional Decoherence in Interferometry". Phys. Rev. Lett. 90 (16): 160401. arXiv:quant-ph/0303093. Bibcode:2003PhRvL..90p0401H. doi:10.1103/PhysRevLett.90.160401. PMID 12731960. S2CID 31057272.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Hackermüller, Lucia; Klaus Hornberger; Björn Brezger; Anton Zeilinger; Markus Arndt (2004). "Decoherence of matter waves by thermal emission of radiation". Nature. 427 (6976): 711–714. arXiv:quant-ph/0402146. Bibcode:2004Natur.427..711H. doi:10.1038/nature02276. PMID 14973478. S2CID 3482856.|título=}}</ref> Em 2011, a interferência de moléculas tão pesadas quanto 6910 u pôde ser demonstrada em um [[interferômetro]] Kapitza-[[DIRAC|Dirac]]-[[Talbot]]-Lau.<ref>{{citar livro|url=Gerlich, Stefan; et al. (2011). "Quantum interference of large organic molecules". Nature Communications. 2 (263): 263. Bibcode:2011NatCo...2..263G. doi:10.1038/ncomms1263. PMC 3104521. PMID 21468015.|título=}}</ref> Em 2013, foi demonstrada a interferência de moléculas além de 10.000 u.<ref>{{citar livro|url=Eibenberger, S.; Gerlich, S.; Arndt, M.; Mayor, M.; Tüxen, J. (2013). "Matter–wave interference of particles selected from a molecular library with masses exceeding 10 000 amu". Physical Chemistry Chemical Physics. 15 (35): 14696–14700. arXiv:1310.8343. Bibcode:2013PCCP...1514696E. doi:10.1039/c3cp51500a. PMID 23900710. S2CID 3944699.|título=}}</ref>

Se objetos mais pesados que a [[massa de Planck]] (aproximadamente o peso de uma grande bactéria) têm um comprimento de [[onda de Broglie]] é teoricamente incerto e experimentalmente inalcançável; acima da [[massa de Planck]], o comprimento de onda Compton de uma partícula seria menor que o [[comprimento de Planck]] e seu próprio [[raio de Schwarzschild]], uma escala na qual as teorias atuais da física podem falhar ou precisam ser substituídas por outras mais gerais.<ref>{{citar livro|url=Peter Gabriel Bergmann, The Riddle of Gravitation, Courier Dover Publications, 1993 ISBN 0-486-27378-4 online|título=}}</ref>

Couder, Fort, et ai. mostraram<ref>{{citar livro|url=Yves Couder Explains Wave/Particle Duality via Silicon Droplets – You Tube|título=}}</ref> que gotículas de óleo macroscópicas em um banho de fluido vibrante podem ser usadas como um modelo analógico de dualidade onda-partícula; uma gota localizada cria um campo de onda periódico em torno de si. A interação ressonante entre a gota e seu próprio campo de onda exibe um comportamento análogo a partículas quânticas: interferência em experimento de [[Experiência da dupla fenda|dupla fenda]],<ref>{{citar livro|url=Couder, Yves; Fort, Emmanuel (2006). "Single-Particle Diffraction and Interference at a Macroscopic Scale". Physical Review Letters. 97 (15): 154101. Bibcode:2006PhRvL..97o4101C. doi:10.1103/PhysRevLett.97.154101. PMID 17155330.|título=}}</ref> tunelamento imprevisível<ref>{{citar livro|url=Eddi, A.; Fort, E.; Moisy, F.; Couder, Y. (2009). "Unpredictable Tunneling of a Classical Wave-Particle Association". Physical Review Letters. 102 (24): 240401. Bibcode:2009PhRvL.102x0401E. doi:10.1103/PhysRevLett.102.240401. PMID 19658983.|título=}}</ref>(dependendo de maneira complicada no estado praticamente oculto do campo), quantização de órbita<ref>{{citar livro|url=Fort, E.; Eddi, A.; Boudaoud, A.; Moukhtar, J.; Couder, Y. (2010). "Path-memory induced quantization of classical orbits". PNAS. 107 (41): 17515–17520. arXiv:1307.6051. Bibcode:2010PNAS..10717515F. doi:10.1073/pnas.1007386107. PMC 2955113. S2CID 53462533.|título=}}</ref> (essa partícula tem que 'encontrar uma ressonância' com as perturbações de campo que ela cria – após uma órbita, sua fase interna tem que retornar ao estado inicial) e [[efeito Zeeman]].<ref>{{citar livro|url=Eddi, A.; Moukhtar, J.; Perrard, S.; Fort, E.; Couder, Y. (2012). "Level Splitting at Macroscopic Scale". Physical Review Letters. 108 (26): 264503. Bibcode:2012PhRvL.108z4503E. doi:10.1103/PhysRevLett.108.264503. PMID 23004988.|título=}}</ref> Observe que outros experimentos de fenda simples e dupla<ref>{{citar livro|url=Pucci, G. (2018). "Walking droplets interacting with single and double slits" (PDF). Journal of Fluid Mechanics. 835 (835): 1136–1156. Bibcode:2018JFM...835.1136P. doi:10.1017/jfm.2017.790. S2CID 37760205.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Andersen, Anders (2016). "Double-slit experiment with single wave-driven particles and its relation to quantum mechanics". Phys. Rev. E. 92 (1): 013006. doi:10.1103/PhysRevE.92.013006. PMID 26274269.|título=}}</ref> mostraram que as interações parede-gotícula, em vez de difração ou interferência da onda piloto, podem ser responsáveis pelos padrões hidrodinâmicos observados, que são diferentes dos padrões de interferência induzidos por fenda exibidos por partículas quânticas.

== Relevância ==
A [[dualidade onda-partícula]] está profundamente enraizada nos fundamentos da [[mecânica quântica]]. No formalismo da teoria, todas as informações sobre uma partícula são codificadas em sua função de onda, uma função de valor complexo aproximadamente análoga à amplitude de uma onda em cada ponto no espaço. Esta função evolui de acordo com a equação de [[Erwin Schrödinger|Schrödinger]]. Para partículas com massa esta equação tem soluções que seguem a forma da equação de onda. A propagação de tais ondas leva a fenômenos semelhantes a ondas, como interferência e [[difração]]. Partículas sem massa, como fótons, não têm soluções da equação de [[Erwin Schrödinger|Schrödinger]]. Em vez de uma função de onda de partículas que localiza massa no espaço, uma função de onda de fótons pode ser construída a partir da [[cinemática]] de Einstein para localizar energia em coordenadas espaciais.<ref>{{citar livro|url=Smith, Brian J; Raymer2, M G (2007). "Photon wave functions, wave-packet quantization of light, and coherence theory". New Journal of Physics. 9 (11): 414. arXiv:0708.0831. Bibcode:2007NJPh....9..414S. doi:10.1088/1367-2630/9/11/414.|título=}}</ref>

O comportamento semelhante a partículas é mais evidente devido a fenômenos associados à medição em [[mecânica quântica]]. Ao medir a localização da partícula, a partícula será forçada a um estado mais localizado, conforme dado pelo princípio da incerteza. Quando vista através desse formalismo, a medição da função de onda levará aleatoriamente ao colapso da função de onda para uma função de pico agudo em algum local. Para partículas com massa, a probabilidade de detectar a partícula em qualquer local específico é igual ao quadrado da amplitude da função de onda nesse local. A medição retornará uma posição bem definida e está sujeita ao princípio da incerteza de [[Werner Heisenberg|Heisenberg]].

Após o desenvolvimento da [[teoria quântica de campos]], a ambiguidade desapareceu. O campo permite soluções que seguem a equação de onda, que são chamadas de [[Função de onda|funções de onda]]. O termo partícula é usado para rotular as representações irredutíveis do [[grupo de Lorentz]] que são permitidas pelo campo. Uma interação como em um [[diagrama de Feynman]] é aceita como uma aproximação calculadamente conveniente onde as pernas de saída são conhecidas por serem simplificações da propagação e as linhas internas são por alguma ordem em uma expansão da interação de campo. Como o campo é não-local e quantizado, os fenômenos que antes eram pensados como paradoxos são explicados. Dentro dos limites da dualidade onda-partícula, a [[Teoria Quântica|teoria quântica]] de campos dá os mesmos resultados.

== Visualização ==
Existem duas maneiras de visualizar o comportamento onda-partícula: pelo modelo padrão e pela teoria de [[Louis de Broglie|Broglie]]-[[Bohr]].

Abaixo está uma ilustração da dualidade onda-partícula no que se refere à hipótese de de [[Louis de Broglie|Broglie]] e ao princípio da incerteza de Heisenberg, em termos das funções de onda do espaço de posição e momento para uma partícula sem spin com massa em uma dimensão. Essas funções de onda são transformadas de [[Fourier]] umas das outras.

Quanto mais localizada a função de onda espaço-posição, mais provável é que a partícula seja encontrada com as coordenadas de posição naquela região e, correspondentemente, a função de onda espaço-momento é menos localizada, de modo que os possíveis componentes de momento que a partícula poderia ter são mais difundidos.

Por outro lado, quanto mais localizada a função de onda momento-espaço, mais provável é que a partícula seja encontrada com esses valores de componentes de momento nessa região e, correspondentemente, menos localizada a função de onda espaço-posição, de modo que as coordenadas de posição que a partícula poderia ocupar são mais difundido.

=== Visualização de partículas e ondas ===
O modelo de onda piloto foi originalmente desenvolvido por [[Louis de Broglie]] e posteriormente desenvolvido por [[David Bohm]] na teoria da variável oculta. A frase “variável oculta” é enganosa, pois a variável em questão são as posições das partículas.<ref>{{citar livro|url=Goldstein, Sheldon. "The Defining Equations of Bohmian Mechanics". Stanford Encyclopedia of Philosophy. Retrieved 22 October 2021.|título=}}</ref> Em vez da dualidade, o modelo de onda piloto propõe que tanto a onda quanto a partícula estejam presentes com a onda guiando a partícula de forma determinística. A onda em questão é a função de onda que obedece à equação de [[Erwin Schrödinger|Schrödinger]]. A formulação de Bohm pretende ser clássica, mas deve incorporar uma característica distintamente não clássica: uma força não local ("potencial quântico") agindo sobre as partículas.

O propósito original de Bohm (1952) “era mostrar que uma alternativa à [[Interpretação de Copenhaga|interpretação de Copenhague]] é pelo menos logicamente possível.<ref>{{citar livro|url=Bohm, David (1952). "A Suggested Interpretation of the Quantum Theory in Terms of 'Hidden' Variables, I and II". Physical Review. 85 (2): 166–179. doi:10.1103/PhysRev.85.166.|título=}}</ref> Logo depois ele deixou o projeto de lado e não o reviveu até conhecer Basil Hiley em 1961 quando ambos estavam no Birbeck College (Universidade de Londres). Bohm e Hiley então escreveram extensivamente sobre a teoria e ela ganhou um público mais amplo. Essa ideia é mantida por uma minoria significativa dentro da comunidade física.<ref>{{citar livro|url=Buchanan, M. (2019). "In search of lost memories". Nat. Phys. 15 (5): 29–31. Bibcode:2019NatPh..15..420B. doi:10.1038/s41567-019-0521-9. S2CID 155305346.|título=}}</ref>

O experimento de Afshar<ref>{{citar livro|url=Afshar, S.S.; et al. (2007). "Paradox in Wave Particle Duality". Found. Phys. 37 (2): 295. arXiv:quant-ph/0702188. Bibcode:2007FoPh...37..295A. doi:10.1007/s10701-006-9102-8. S2CID 2161197.|título=}}</ref>(2007) pode sugerir que é possível observar simultaneamente as propriedades das ondas e partículas dos fótons. Esta afirmação é, no entanto, contestada por outros cientistas.<ref>{{citar livro|url=Kastner, R (2005). "Why the Afshar experiment does not refute complementarity". Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics. 36 (4): 649–658. arXiv:quant-ph/0502021. Bibcode:2005SHPMP..36..649K. doi:10.1016/j.shpsb.2005.04.006. S2CID 119438183.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Steuernagel, Ole (2007-08-03). "Afshar's Experiment Does Not Show a Violation of Complementarity". Foundations of Physics. 37 (9): 1370–1385. arXiv:quant-ph/0512123. Bibcode:2007FoPh...37.1370S. doi:10.1007/s10701-007-9153-5. ISSN 0015-9018. S2CID 53056142.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Jacques, V.; Lai, N. D.; Dréau, A.; Zheng, D.; Chauvat, D.; Treussart, F.; Grangier, P.; Roch, J.-F. (2008-01-01). "Illustration of quantum complementarity using single photons interfering on a grating". New Journal of Physics. 10 (12): 123009. arXiv:0807.5079. Bibcode:2008NJPh...10l3009J. doi:10.1088/1367-2630/10/12/123009. ISSN 1367-2630. S2CID 2627030.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Georgiev, Danko (2012-01-26). "Quantum Histories and Quantum Complementarity". ISRN Mathematical Physics. 2012: 1–37. doi:10.5402/2012/327278.|título=}}</ref>

=== Visualização somente de ondas ===
Carver Mead, um cientista americano e professor da Caltech, disse que a dualidade pode ser substituída por uma visão "apenas onda". Em seu livro Collective Electrodynamics: Quantum Foundations of Electromagnetism (2000), Mead pretende analisar o comportamento de elétrons e fótons puramente em termos de funções de onda de elétrons e atribui o comportamento de partículas aparentes a efeitos de quantização e autoestados. De acordo com o revisor David Haddon:<ref>{{citar livro|url=David Haddon. "Recovering Rational Science". Touchstone. Retrieved 2007-09-12.|título=}}</ref>

Mead cortou o nó górdio da complementaridade quântica. Ele afirma que os átomos, com seus nêutrons, prótons e elétrons, não são partículas, mas ondas puras de matéria. Mead cita como evidência grosseira da natureza exclusivamente ondulatória da luz e da matéria a descoberta entre 1933 e 1996 de dez exemplos de fenômenos de ondas puras, incluindo o onipresente laser de CD players, as correntes elétricas auto-propagadoras de [[supercondutores]] e o Bose –Condensado de átomos de [[Albert Einstein|Einstein]].

[[Albert Einstein]], que, em sua busca por uma Teoria do Campo Unificado, não aceitou a dualidade onda-partícula, escreveu:<ref>{{citar livro|url=Paul Arthur Schilpp, ed, Albert Einstein: Philosopher-Scientist, Open Court (1949), ISBN 0-87548-133-7, p. 51.|título=}}</ref>

Essa dupla natureza da radiação (e dos corpúsculos materiais)... foi interpretada pela mecânica quântica de maneira engenhosa e surpreendentemente bem-sucedida. Esta interpretação... me parece apenas uma saída temporária...

A interpretação de muitos mundos (MWI) às vezes é apresentada como uma teoria somente de ondas, inclusive por seu criador, [[Hugh Everett III|Hugh Everett]], que se referiu a MWI como "a interpretação de ondas".<ref>{{citar livro|url=See section VI(e) of Everett's thesis: The Theory of the Universal Wave Function, in Bryce Seligman DeWitt, R. Neill Graham, eds, The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics, Princeton Series in Physics, Princeton University Press (1973), ISBN 0-691-08131-X, pp. 3–140.|título=}}</ref>

A hipótese de três ondas de R. Horodecki relaciona a partícula com a onda.<ref>{{citar livro|url=Horodecki, R. (1981). "De broglie wave and its dual wave". Phys. Lett. A. 87 (3): 95–97. Bibcode:1981PhLA...87...95H. doi:10.1016/0375-9601(81)90571-5.|título=}}</ref><ref>{{citar livro|url=Horodecki, R. (1983). "Superluminal singular dual wave". Lettere al Nuovo Cimento. 38 (15): 509–511. doi:10.1007/BF02817964. S2CID 120784358.|título=}}</ref> A hipótese implica que uma partícula massiva é um fenômeno de onda intrinsecamente espacial e temporalmente estendido por uma lei não linear.

A teoria do colapso [[determinístico]]<ref>{{citar livro|url=Jabs, Arthur (2016). "A conjecture concerning determinism, reduction, and measurement in quantum mechanics". Quantum Studies: Mathematics and Foundations. 3 (4): 279–292. arXiv:1204.0614. doi:10.1007/s40509-016-0077-7. S2CID 32523066|título=}}</ref> considera o colapso e a medição como dois processos físicos independentes. O colapso ocorre quando dois pacotes de ondas se sobrepõem espacialmente e satisfazem um critério matemático, que depende dos parâmetros de ambos os pacotes de ondas. É uma contração ao volume de sobreposição. Em um aparelho de medição, um dos dois pacotes de ondas é um dos aglomerados atômicos, que constituem o aparelho, e os pacotes de ondas colapsam no máximo até o volume desse aglomerado. Isso imita a ação de uma [[partícula pontual]].

=== Visualização somente de partículas ===
Ainda nos dias da antiga teoria quântica, uma versão pré-quântica-mecânica da dualidade onda-partícula foi iniciada por [[William Duane]],<ref>{{citar livro|url=Duane, W. (1923). "The Transfer in Quanta of Radiation Momentum to Matter". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 9 (5): 158–164. Bibcode:1923PNAS....9..158D. doi:10.1073/pnas.9.5.158. PMC 1085314. PMID 16576688.|título=}}</ref> e desenvolvida por outros, incluindo [[Alfred Landé]].<ref>{{citar livro|url=Landé, A. (1951). Quantum Mechanics, Sir Isaac Pitman and Sons, London, pp. 19–22.|título=}}</ref> [[William Duane]] explicou a difração de raios X por um cristal em termos apenas de seu aspecto de partícula. A deflexão da trajetória de cada fóton difratado foi explicada como devido à transferência de momento quantizado da estrutura espacialmente regular do cristal difratado.<ref>{{citar livro|url=Heisenberg, W. (1930). The Physical Principles of the Quantum Theory, translated by C. Eckart and F.C. Hoyt, University of Chicago Press, Chicago, pp. 77–78.|título=}}</ref>

=== Visão nem onda nem partícula ===
Argumentou-se que nunca existem partículas ou ondas exatas, mas apenas algum compromisso ou intermediário entre elas. Por esta razão, em 1928, [[Arthur Stanley Eddington|Arthur Eddington]]<ref>{{citar livro|url=Eddington, Arthur Stanley (1928). The Nature of the Physical World. Cambridge, UK: MacMillan. pp. 201.|título=}}</ref> cunhou o nome "wavicle" para descrever os objetos, embora não seja usado regularmente hoje. Uma consideração é que pontos matemáticos de dimensão zero não podem ser observados. Outra é que a representação formal de tais pontos, a função delta de [[DIRAC|Dirac]], não é física, pois não pode ser normalizada. Argumentos paralelos se aplicam a estados de onda puros. [[Roger Penrose]] afirma: <ref>{{citar livro|url=Penrose, Roger (2007). The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. Vintage. p. 521, §21.10. ISBN 978-0-679-77631-4.|título=}}</ref>

Tais 'estados de posição' são funções de onda idealizadas no sentido oposto dos estados de momento. Enquanto os estados de momento são infinitamente espalhados, os estados de posição são infinitamente concentrados. Nem é normalizável [...].

=== Utilização ===
Embora seja difícil traçar uma linha separando a [[dualidade onda-partícula]] do resto da mecânica quântica, é possível listar algumas aplicações dessa ideia básica.

* A dualidade onda-[[Partícula subatômica|partícula]] é explorada na [[microscopia]] eletrônica, onde os pequenos [[Comprimento de onda|comprimentos de onda]] associados ao elétron podem ser usados para visualizar objetos muito menores do que o que é visível usando a luz visível.
* Da mesma forma, a [[difração de nêutrons]] usa nêutrons com [[comprimento de onda]] de cerca de 0,1 nm, o espaçamento típico dos átomos em um sólido, para determinar a estrutura dos sólidos.
* As fotos agora são capazes de mostrar essa natureza dupla, o que pode levar a novas formas de examinar e registrar esse comportamento.<ref>{{citar livro|url=Papageorgiou, Nik (2 March 2015). "Press release: The first ever photograph of light as both a particle and wave". Ecole Polytechnique Federale de Lausanne.|título=}}</ref>

{{Referências}}

{{controle de autoridade}}

[[Categoria:Mecânica quântica]]