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LOUIS VICTOR DE BROGLIE und der Welle-Teilchen-Dualismus. Lebensdaten: 1892 - 1987. Prinz Louis Victor de Broglie schuf Mitte der 20er Jahre die theoretischen Grundlagen der Quantenmechanik, indem er zeigte, daß auf atomarer Ebene Materie sowohl die Eigenschaften von Teilchen als auch von Wellen aufweisen kann. Seine Gleichungen, die man bald nach ihrer Veröffentlichung experimentell bestätigen konnte, ermöglichten die Formulierung der Atomtheorie in der uns heute bekannten Form. Wie ALBERT EINSTEIN, der ihn auf entscheidende Weise inspirierte, kümmerte sich de Broglie kaum um die endgültige Form der Quanten-Wellen-Mechanik mit ihrer statistischen Interpretation der Mikrowelt. In seinen späten Jahren war er eine verehrte, wenngleich bärbeißige Persönlichkeit. »Heute, im Herbst meines Lebens«, schrieb er zwei Jahrzehnte vor seinem Tod, »... glaube ich nicht, daß das Rätsel wirklich gelöst ist.« Für die meisten Physiker allerdings gibt es kein Rätsel mehr, und de Broglies Arbeit ist einer der Gründe, warum das so ist. Louis Victor Pierre Raymond de Broglie wurde am 15. August 1892 in Dieppe geboren. Er stammte aus einem alten Piemonteser Adelsgeschlecht und zählte die große Schriftstellerin Madame de Stael und deren Vater Jacques der' Necker, Louis' XVI. Finanzminister, zu seinen Ahnen. Victor war das jüngste der fünf Kinder von Pauline d'Armaille und dem Duc Victor de Broglie, einem Mitglied des französischen Parlaments. Die erste Ausbildung erfuhr er zu Hause, später war er Schüler am Lycie Janson de Sailly in Paris. Bereits im Alter von achtzehn Jahren erhielt er an der Sorbonne seine licence in Geschichte, vergleichbar etwa mit 4, dem deutschen Vordiplom. Er blieb an der Universität, ' wollte Jura studieren, wandte sich aber bald - beeinflußt von Henri Poincare - den Naturwissenschaften und der Mathematik zu. Durch seinen älteren Bruder Maurice, einem Physiker, wurde er auf die Relativitätstheorie und die neue Quantentheorie aufmerksam. »Ich war neunzehn«, schrieb er, »als ich in mir die Berufung für die theoretische Physik verspürte.« Er las die Theorien von MAX PLANCK und Albert Einstein und beschäftigte sich ausführlich mit ihnen. 1913 erhielt er in den Naturwissenschaften seine zweite licence. Während des Ersten Weltkriegs diente de Broglie im Militär, war einer Funktelegrapheneinheit zugeteilt, die ihr Quartier am Eiffelturm hatte, und fast sechs Jahre lang hatte er mit Physik nur wenig zu tun. Nach dem Krieg kehrte de Broglie in das Labor seines Bruders zurück und sollte in den nächsten Jahren, von 1920 bis 1924, seine wichtigsten Arbeiten hervorbringen. Die Forschungen in Maurices Labor - Untersuchungen zu Röntgenstrahlen und dem photoelektrischen Effekt - brachten ihn mit den neuesten experimentellen Ergebnissen der Atomtheorie in Berührung. Seine ersten Aufsätze datieren aus dieser Zeit. Aber er hatte auch viel Zeit, über die theoretischen Folgen der Quantentheorie nachzudenken. Das Problem, dem sich de Broglie widmete, betraf letztendlich das Wesen der Materie. Er tat dies zu einer Zeit, als die neue von NIELS BOHR und ERNEST RUTHERFORD entwickelte Atomtheorie vielversprechende Ansätze zeigte und zugleich für Enttäuschungen sorgte. Bohr hatte ein Atommodell geschaffen, bei dem die Elektronen bestimmte Umlaufbahnen um den Atomkern besetzen und von einer Bahn zur nächsten »springen« können. Allerdings stimmte das mit einigen experimentellen Befunden nicht überein, was um so bedauerlicher war, da Bohrs Modell einen klaren Fortschritt in der Atomtheorie darstellte und zum ersten Mal eine detaillierte Erklärung des Periodensystems der Elemente versprach. De Broglies Doktorarbeit, »Untersuchungen zur Quantentheorie«, enthält bereits die grundlegenden Aussagen seiner Theorie zur Wellenmechanik. Sie basierte auf zwei 1923 verfaßten Aufsätzen und wurde durch die Arbeiten des Mathematikers William Rowan Hamilton über Lichtbrechung inspiriert und durch Einsteins Erkenntnis von 1905, daß sich Lichtwellen unter gewissen Umständen wie Teilchen verhalten. Wenn dem so ist, schlußfolgerte de Broglie, könnten sich Teilchen auch wie Wellen verhalten. »Nach langem Nachdenken und einsamen Überlegungen«, schrieb er, »hatte ich während des Jahres 1923 plötzlich die Idee, daß die von Einstein 1905 gemachte Entdeckung verallgemeinert und auf alle Materieteilchen und besonders die Elektronen ausgeweitet werden sollte.« Der Gedanke wurde darüber hinaus von Einsteins These gestützt, daß Masse und Licht im Grunde nichts anderes als verschiedene Energieformen seien. Jede Elementarmaterie, so de Broglies Hypothese, könne als Teilchen oder als Welle aufgefaßt werden. Er brachte diese Vorstellung in eine mathematische Formel, und als de Broglies Doktorvater Paul Langevin Einstein eine Kopie der Dissertation zukommen ließ, war dieser sofort von deren Bedeutung überzeugt »Lies es«, soll Einstein MAX BORN gesagt haben. »Auch wenn es verrückt klingen sollte, es ist absolut solide.« Theoretisch bilden de Broglies Gleichungen den Eckpfeiler der von ERWIN SCHRÖDINGER zwei Jahre später, 1926, entwickelten Wellenmechanik. Trotz Einsteins Absegnung klangen de Broglies Vorstellung für die Experimentalphysiker überaus bizarr. Die amerikanischen Physiker Clinton Davisson und Lester Germer allerdings arbeiteten sich durch Schrödingers Schriften zur Wellenmechanik, und mit ihren Experimenten, die sie 1927 an den Bell Telephon Laboratories durchführten - sie untersuchten, was geschieht, wenn ein Lichtstrahl auf ein Nickelobjekt auftrifft - konnten sie de Broglies Thesen bestätigten. Sie zeigten, daß Elektronen zwei typische Eigenschaften von Wellen aufweisen: Sie lassen sich wie Lichtstrahlen brechen und beugen, und die Amplitude der Wellenlänge ist abhängig vom Energiegehalt der Teilchen. Als es Ende der 20er Jahre zu der philosophischen Debatte über die Konsequenzen der Quantentheorie kam, konnte de Broglie der Mehrheit der Physiker nicht folgen. Von der mathematischen Schönheit und Strenge der »Kopenhagener Deutung« abgesehen, war er »ein wenig perplex«, da er wie Einstein Kausalzusammenhängen verhaftet blieb. Einen Großteil seiner Zeit verbrachte er mit dem -erfolglosen - Versuch nachzuweisen, daß das Teilchen nichts anderes als eine lokalisierte Welle sei. 1929 wurde de Broglie der Nobelpreis für Physik verliehen. Kurz zuvor hatte er seine Lehrtätigkeit an der Universität Paris begonnen, 1932 wurde er zum Professor ernannt, und ein Jahr später trat er dem Henri-Poincare-Institut bei,wo er bis zu seinem Ruhestand 1962 blieb. Er interessierte angewandte Physik, und viele seiner späteren beschäftigen sich mit den praktischen Problemen der Teilchenbeschleuniger. De Broglie wurde zu einer einflußreichen Gestalt in der französischen Wissenschaft - Teil des kleinen Pantheons an großen Physikern, die das Land hat - und schrieb Reihe von Büchern für das wissenschaftliche und Laienpublikum. Ins Deutsche übersetzt wurden Untersuchungen zur Quantentheorie (1927), Einfiihrung in die Wellenmechanik (1929), Licht und Materie (1939), Die Elementarteilchen (1944), Ergebnisse der neuen Physik (1944) und Physik und Mikrophysik (1950). De Broglie starb am 19. März 1987. |
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