Elektronide difraktsioon oli L. de Broglie’ mateerialainete hüpoteesi otsene järeldus, mida oli võimalik vahetu eksperimendiga kontrollida. Nagu röntgenikiirte korral, on siingi lainepikkused üliväikesed ja difraktsiooni võib jälgida põhiliselt siis, kui kasutada difrageeriva elemendina kristallvõret. Tegelikult olid esimesed, mitte küll päris veenvad difraktsioonikatsed uue teooria loomise ajaks juba sooritatud. Alates aastast 1919 olid Clinton Joseph Davisson (1881–1958) ja Charles Henry Kunsman (1890–1970), kes mõlemad töötasid New Yorgis Ameerika Telefoni- ja Telegraafikompanii (AT&T) laboratooriumis (hilisem Belli Laboratooriumid), hakanud uurima elektronide hajumist metallide (plaatina, magneesium, nikkel) õhukeselt, paari elektronkihi paksuselt pinnakihilt. Nad tahtsid sel teel saada täiendavat informatsiooni laengutiheduse jaotumise kohta aatomi elektronkattes. Davisson arendas 1923. a. välja ka sellekohase teooria, mida püüdis aeglaste elektronide erijuhul katsetega kontrollida.

Juba 1921. a. ilmunud Davissoni ja Kunsmani ühisartiklis, milles käsitleti elektronide (energiaga 150 eV) hajumist niklilt, võis täheldada hajumiskõvera väikest maksimumi 75° hajumisnurga korral. 1923. a. avaldatud graafikutel elektronide hajumise kohta plaatinalt ja magneesiumilt oli võimalik märgata mitut maksimumi ja jälgida nende asukoha muutumist sõltuvalt elektronide energiast. Järgmisel aastal (1924), kui Göttingenis hakati M. Borni juures analüüsima de Broglie’ hüpoteesi, tuli jutuks vajadus kontrollida katsetega elektronide difraktsiooni olemasolu. Kohal viibiv Göttingeni eksperimentaalfüüsika professor James Franck väitis, et see on ülearune, kuna „Davissoni eksperimendid on juba kinnitanud oodatud efekti olemasolu“. Ta nimelt märkas, et Davissoni ja Kunsmani hajumiskõverad on analoogilised röntgenikiirte difraktsioonipildiga. Borni õpilane Walter Maurice Elsasser (1904–91) püüdis hinnata lainepikkusi, mis osutasid tõepoolest de Broglie’ lainetele. Lisaks andis Elsasser nüüd loomuliku seletuse seni arusaamatuks jäänud efektile, mida olid 1921–23 teineteisest sõltumatult täheldanud Carl Wilhelm Ramsauer (1879–1955) ja John Sealy Townsend (1868–1957), kui nad mõõtsid elektronide hajumise ristlõikeid väärisgaaside, eelkõige argooni aatomitel. Osutus, et aeglaste elektronide korral (energiaga ∼ 10 eV) muutuvad need gaasid peaaegu läbipaistvaks, s.t. hajumise ristlõige muutub peaaegu nulliks. Nimelt on laineteooriast teada, et osakesed, mille läbimõõt on väiksem valguse lainepikkusest, peaaegu ei hajuta valgust.

Elsasseri lühike artikkel, mis ilmus järgmise aasta (1925) alguses, ei veennud Davissoni. Selguse tõi juhuslik õnnetus: aprillis 1925 purunes vaakumsüsteem ja nikkelmärklaua pind oksüdeerus kergelt. Järgnenud termilise töötlemisega vaakumis ja vesiniku atmosfääris saastumine küll kõrvaldati, kuid, nagu pärast selgus, senine polükristalliline märklaud rekristalliseerus – tekkisid üksikud monokristallid. Katsete taasalustamisel – seekord oli Davissoni kaastööliseks Lester Halbert Germer (1896–1971) – olid hajumiskõverate maksimumid oluliselt teravamad, esialgne hinnang andis Braggi valemi põhjal lainepikkuseks 1,65 Å, kuna elektroni energiale 45 eV vastav de Broglie’ lainepikkus oli 1,67 Å. Tulemuste põhjalik analüüs ja kontrollkatsed erinevalt orienteeritud kristallidega nõudsid umbes poolteist aastat ja jaanuaris 1927 valmis C. Davissoni ja L. Germeri artikkel „Diffraction of electrons by a crystal of nickel“ („Elektronide difraktsioon nikli kristallidelt“).

Mais 1927 lõpetas George Paget Thomson (1892–1975) Aberdeeni ülikoolis Šotimaal esimese katseseeria õhukest metallfooliumi läbinud elektronide difraktsiooni kohta ja avaldas samal aastal kaks lühisõnumit ajakirjas „Nature“. Kui Davissoni meetod, kus difraktsioon toimus monokristallilt, on röntgenikiirte difraktsioonikatsetest tuntud Laue meetodi analoog, siis Thomsoni meetod, mille puhul tööelemendiks on õhuke polükristalne foolium, on DebyeScherreri meetodi analoogiks (vt. VIII § 2.2).

Niisiis aastal 1927 sai elektronide difraktsioon lõpliku kinnituse ja kaks aastat hiljem, 1929. a., anti de Broglie’le Nobeli füü-sikaauhind „elektroni lainelise olemuse avastamise eest“. 1937. a. said Nobeli auhinna ka C. Davisson ja G. Thomson „kristallidelt elektronide difraktsiooni“ avastamise eest. Olgu veel meenutatud, et 1897. a. oli G. Thomsoni isa J. J. Thomson avastanud subatomaarse osakese – elektroni –, mõõtes ära selle laengu ja massi. Nüüd, 30 aastat hiljem, tegi poeg kindlaks selle osakese lainelise olemuse. Klassikalise füüsika maailmapildis tähendanuks see isa tulemuse eitamist või vähemalt selle tõsise kahtluse alla seadmist. Tol ajal, 20. sajandi teise veerandi alguses, peeti olukorda ikkagi paradoksaalseks. Kulus veel aastakümneid, kuni nendes tulemustes hakati tajuma suure ühtsuse osakelaine järjekordset ilmingut.

Pärast elektronide difraktsiooni avastamist alustati analoogilisi, kuid tehniliselt hoopis keerukamaid katseid teiste objektidega. O. Stern (vt. VII § 5.3) ja Immanuel Estermann (1900–73) registreerisid aastatel 1930–31 ka aatomi- ja molekulikimpude difraktsiooni. Ja lõpuks, Ameerika aatomipommi projekti, Manhattani projekti raames uuris Enrico Fermi oma kolleegidega difraktsiooni ja interferentsi aeglaste neutronkimpudega. Need, esialgu salastatud tulemused avaldati alles 1947. a.