Физики случайно нашли новый способ представления числа Пи

Физики случайно нашли новый способ представления числа Пи

Число пи (π) — это математическая константа, которая описывает соотношение длины окружности к её диаметру. Благодаря теории струн и исследованиям двух физиков, которые изучали столкновения частиц, число пи получило новое математическое представление.

Анинда Синха, физик-теоретик из Индийского института науки (IISc), и Арнаб Прия Саха, физик-теоретик того же института, не стремились найти новое представление числа пи. Они исследовали физику высоких энергий в квантовой теории и работали над созданием модели, которая помогла бы лучше понять взаимодействия частиц.

К своему удивлению, они обнаружили, что новое представление числа пи упрощает его вычисление в контексте квантового рассеяния частиц высокой энергии в ускорителях частиц. Хотя само значение числа пи остаётся неизменным, новая работа Саха и Синха предлагает последовательный подход к его представлению.

В математике последовательность компонентов позволяет быстро вычислить значение числа пи. Однако найти правильное число и комбинации компонентов для представления числа пи оказалось сложной задачей с 1970-х годов, когда учёные впервые попытались это сделать. Они быстро отказались от этой идеи из-за сложности задачи.

Группа Синхи искала способы математического представления взаимодействий субатомных частиц, используя минимальное количество простых факторов. Постдокторант Саха занимался «проблемой оптимизации», описывая взаимодействия частиц на основе их массы, вибраций и беспорядочных движений.

Диаграмма Фейнмана, представляющая обмен энергией между частицами, помогла разработать эффективную модель взаимодействий и новую формулу для числа пи, которая напоминает первое в истории представление числа пи в виде рядов, предложенное индийским математиком Мадхавой в 15 веке.

Результаты исследования носят теоретический характер, но могут иметь практическое применение. Саха и Синха в своей статье пишут о возможности пересмотра экспериментальных данных по адронному рассеянию и о применении их представления в небесной голографии.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Science XXI