(Бенджамин Хаас/Shutterstock) Още през 2015 г. учените откриха нещо невероятно за първи път - класическа формула за пи, скрита в света на квантовата физика.
Пи е съотношението между обиколката на кръга и неговия диаметър и е невероятно важно в чистата математика. Но това беше първият път, когато учените откриха, че се „дебне“ в света на физиката, когато използваха квантовата механика, за да сравнят енергийните нива на водороден атом.
Защо беше вълнуващо? Е, това разкри невероятно специална и неизвестна досега връзка между квантовата физика и математиката.
„Намирам за очарователно, че една чисто математическа формула от 17 век характеризира физическа система, открита 300 години по-късно“, каза един от водещите изследователи по това време Тамар Фридман , математик от университета в Рочестър в САЩ.
Откритието беше направено, когато Карл Хаген, физик на елементарните частици в университета в Рочестър, преподаваше клас по квантова механика и обясняваше на студентите си как да използват квантово-механична техника, известна като „принцип на вариация“, за да приближат енергийните състояния на водороден атом.
Докато сравнява тези стойности с конвенционалните изчисления, той забелязва необичайна тенденция в съотношенията.
Той помоли Фридман да му помогне да разработи тази тенденция и те бързо разбраха, че това всъщност е проявление на формулата на Уолис за пи - първият път, когато тя дори е извлечена от физиката.
„Не търсихме формулата на Уолис за пи. Просто падна в скута ни, - каза Хаген .
„Беше пълна изненада“ добави Фридман . „Подскачах нагоре-надолу, когато получихме формулата на Уолис от уравненията за водородния атом.“
От 1655 г. насам има много доказателства за формулата на Уолис, но преди това всички са идвали от света на математиката.
Можете да видите две страници от книгата на Уолис Аритметика на безкрайното По-долу:
Дигитализирано от Google
„Това изглежда почти като магия“, пише сътрудник на математиката Кевин Кнудсън за Forbes .
„Това, че формула за π е скрита в квантовата механика на водородния атом, е изненадващо и възхитително.“
„Природата е пазила тази тайна през последните 80 години“, каза Фридман . „Радвам се, че го разкрихме.“
Просто не можем да не се чудим какви други тайни връзки все още съществуват, дебнат между квантовата механика и чистата математика.
Резултатите бяха публикувано в Вестник по математическа физика .
Версия на тази статия беше публикувана за първи път през ноември 2015 г.