Fizikçiler kuantum mekaniğinde pi'nin hesaplama formülünü keşfetti
Pi
Pi, bir dairenin çevresinin çapına oranıdır, sabittir ve matematikte çok önemlidir. Bu sayı irrasyonel bir sayıdır, yani sonsuz ve tekrar etmeyen bir ondalık sayıdır, yaklaşık 3.14159 ... arkasında sayısız ondalık basamak vardır ve asla yazılamaz. Binlerce yıllık sıkı çalışmadan sonra, insanlar oldukça doğru bir Pi sayısını hesaplamayı başardılar. Matematikçi Leibniz tarafından keşfedilen pi hesaplama formülü gibi sonsuz serilerle temsil edilebilen birçok hesaplama formülü vardır:
Leibniz tarafından keşfedilen pi hesaplama formülü
Diğer bir örnek, matematikçi Ramanujan tarafından keşfedilen pi hesaplama formülüdür:
Ramanujan tarafından keşfedilen pi hesaplama formülü
Ayrıca matematikçi Wallis tarafından 1655'te keşfedilen Wallis ürünü var:
Wallis tarafından keşfedilen pi hesaplama formülü
2015 yılında fizikçiler, 17. yüzyılda keşfedilen yukarıda bahsedilen klasik pi formülünün de kuantum fiziği dünyasında gizli olduğunu keşfettiler. Bu fizikçileri heyecanlandırıyor çünkü kuantum fiziği ile matematik arasında inanılmaz ve özel bir bağlantı ortaya çıkarıyor. Fizikçiler, 360 yıl kadar erken bir zamanda keşfedilen saf matematiksel formülün modern bir fiziksel sistemi tanımlayabileceğini beklemiyorlardı.
Hidrojen atomu enerji seviyesi
Bu keşif, hidrojen atomunun enerji seviyesi ile ilgilidir. Hidrojen atomlarının enerji seviyesini doğru bir şekilde hesaplamak gerçekçi olmadığından, fizikçi Carl Hagen, hidrojen atomlarının enerji seviyelerini tahmin etmek için varyasyonel ilkeyi kullandı. Bu değerleri geleneksel hesaplamalarla karşılaştırırken, oranda alışılmadık bir eğilim buldu. Kısa süre sonra bunun aslında Wallis ürününün pi hesaplamasının bir tezahürü olduğunu anladı.Bu, pi formülünün ilk kez fizikten elde edilmesiydi ve bu beklenmedik bir sonuçtu.
Bir hidrojen atomu
Bu bağlamda matematikçi Kevin Knudson, pi formülünün hidrojen atomunun kuantum mekaniksel denkleminde gizli olduğunu söyledi ki bu inanılmaz. Doğa bu sırrı 80 yıldır sakladı ve nihayet ortaya çıktı. Bu yardımcı olamaz ama insanları meraklandırır, kuantum mekaniği ile saf matematik arasında başka gizli bağlantılar var mı?
