现在已经证明是存在的。2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片。在经典力学里,研究对象总是被明确区分为“纯”粒子和“纯”波动。前者组成了我们常说的“物质”,后者的典型例子则是光波。波粒二象性解决了这个“纯”粒子和“纯”波动的困扰。
它提供了一个理论框架,使得任何物质有时能够表现出粒子性质,有时又能够表现出波动性质。量子力学认为自然界所有的粒子,如光子、电子或是原子,都能用一个微分方程,如薛定谔方程来描述。这个方程的解即为波函数,它描述了粒子的状态。波函数具有叠加性,它们能够像波一样互相干涉。同时,波函数也被解释为描述粒子出现在特定位置的机率幅。这样,粒子性和波动性就统一在同一个解释中。
波粒二象性不只是光子才有,一切微观粒子,包括电子和质子、中子,都具有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上,指出:具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性,这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比,即λ= h/(mv)。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。
康普顿波长是量子效应开始变得重要时的系统长度尺寸,粒子质量越大,则康普顿波长越短。史瓦西半径是粒子变为黑洞时的其所有质量被拘束在内的圆球半径,粒子越重,史瓦西半径越大。当粒子的康普顿波长大约等于史瓦西半径时,粒子的质量大约为普朗克质量,粒子的运动行为会强烈地受到量子引力影响。