Val - pilot Teoria este o teorie dezvoltată de Louis de Broglie în anii 1926-1927, cu scopul de a da o interpretare la dualitatea undă-particulă . Această teorie provine din ideile prezentate în celebra sa teză din 1924 (a se vedea ipoteza lui De Broglie ) care a fost la originea mecanicii undelor și a fost prezentată în 1927 sub titlul de „teoria soluției duble”.
Louis de Broglie însuși prezintă această teorie în acești termeni:
„Prin urmare, am căutat să-mi reprezint dualitatea undă-particulă printr-o imagine spațială în care particula ar fi centrul unui fenomen de undă extinsă. Am fost astfel condus să iau în considerare, pe lângă soluțiile continue ale ecuațiilor mecanicii undelor considerate de obicei a căror semnificație statistică era din ce în ce mai necesară, și alte soluții care cuprind o singularitate și care permit definirea poziției în spațiul corpusculului. "
A fost prezentat consiliului Solvay din 1927, dar a avut „puțină audiență”: „M. Pauli a făcut obiecții serioase față de concepțiile mele la care am văzut un posibil răspuns, dar fără a fi în măsură să îl precizez în întregime. Domnul Schrödinger , neîncrezând în existența corpusculilor, nu a putut să mă urmărească. MM. Bohr , Heisenberg , Born , Pauli, Dirac etc. au dezvoltat interpretarea pur probabilistică pe care am desemnat-o deja mai sus sub numele de interpretare ortodoxă în prezent. Lorentz , președintele Consiliului, nu a putut accepta o astfel de interpretare [...] "
Descrisă de De Broglie ca o „idee trunchiată și greu de apărat”, ca o versiune „apoasă” a teoriei sale a dublei soluții, teoria a fost preluată „cu talent” de David Bohm în 1952 pentru a da teoria lui De Broglie-Bohm , care este calificat astăzi ca paradigmă a teoriei cuantice cu variabile ascunse , chiar dacă John Stewart Bell , ceilalți bohmieni și anumiți observatori resping acest nume.
În 1926, fizicianul Erwin Schrödinger a stabilit mecanica undelor , reunind ipoteza lui De Broglie și mecanica analitică Hamilton-Jacobi și a produs celebra ecuație care îi poartă numele.
Mecanica undelor a ridicat o serie de întrebări fundamentale:
Louis de Broglie nu a acceptat o pierdere a realității în noțiunea corpusculului și a traiectoriei sale. Prin urmare, el a căutat, între 1924 și 1927, o teorie care să permită acordarea unui sens fizic atât funcției de undă Schrödinger, cât și conceptului de particulă. Această teorie este teoria valului pilot.
Teoria undei pilot, cunoscută și sub numele de teoria dublei soluții, se bazează pe o analogie hidro-dinamică a ecuației de propagare a funcției de undă, ecuația Schrödinger (analogie deja subliniată anterior de către fizicianul german Erwin Madelung ).
Unda este asociată, prin această analogie, cu un fluid fictiv a cărui densitate corespunde în toate punctele intensității undei în același punct și ale cărei linii de curent sunt definibile analitic din ecuația de propagare.
Această analogie singură nu este suficientă pentru a modela problema dualității undă-particulă, deoarece oferă un set de linii curente și, prin urmare, un set de traiectorii posibile, de probabilități diferite, pentru o particulă. Conceptul de particulă, având o traiectorie determinată, nu apare încă.
Pentru a scoate în evidență conceptul de particule, care , potrivit De Broglie trebuie să fie un element al realității, el încearcă să arate că ecuația de undă are - în plus față de liniile de curent - o a doua soluție ( de aici teoria numele) constând dintr - un mobil singularitate , comparabilă cu un corpuscul.
Rămâne să asociați cele două soluții pentru a da sens dualității undă-particulă. Cheia teoriei este teorema de ghidare care permite asocierea celor două soluții: conform acestei teoreme, dacă ecuația de undă admite o a doua soluție singulară având aceleași linii de curent, atunci singularitatea este mobilă și urmează în mod necesar una dintre linii aerodinamice.
Teoria valului pilot părea că aruncă o lumină satisfăcătoare asupra problemei dualității undă-particulă: oferă o înțelegere a articulației celor două concepte: unda, de natură fizică nespecificată, dar reală, servește drept „ghid”. „.” la o particulă care este alta decât o singularitate a acestei unde. Experiența fantelor lui Young , care evidențiază în special dualitatea undă-particulă, poate fi explicată într-un mod ușor și ușor de înțeles.
Teoria valului pilot a fost prezentată congresului Solvay în 1927 și a primit o recepție rezervată. Teoria era încă într-o stare nedezvoltată și avea prea multe slăbiciuni matematice și fizice pentru a-i convinge pe fizicieni, dintre care majoritatea erau deja dedicați interpretării probabiliste a lui Born. Cei care au fost reticenți, Schrödinger și Einstein, și-au exprimat, de asemenea, rezerve. Schrödinger nu credea în soluția singulară a funcției de undă: pentru el, numai soluțiile regulate aveau un sens fizic. Einstein, opus visceral conceptului de singularitate, nu putea accepta soluția singulară. Cu toate acestea, Einstein l-a încurajat în mod privat pe De Broglie să-și continue cercetările în această direcție.
În ciuda acestui fapt, De Broglie a ajuns să abandoneze această teorie. A fost uitată timp de aproximativ treizeci de ani, înainte de a fi preluată și dezvoltată de David Bohm în 1952. Această teorie a corectat principalele slăbiciuni matematice și fizice ale teoriei valului pilot.
Cu toate acestea, această teorie De Broglie-Bohm nu este încă considerată satisfăcătoare de majoritatea fizicienilor, având în vedere problemele rămase cu relativitatea specială și numeroasele elemente care aduc tot mai multe constrângeri și condiții teoriilor cuantice, cu variabile ascunse .