دو سال پیش… این یک کشف شگفت انگیز بود!
در سال ۲۰۱۵، دانشمندان برای اولین بار فرمول کلاسیکی برای عدد پی پنهان در دنیای فیزیک کوانتوم یافتند.
عدد پی نسبتی بین محیط یک دایره و قطر آن است که در ریاضیات محض بسیار حائز اهمیت است. اما این اولین بار بود که هنگام استفاده از مکانیک کوانتوم برای مقایسه سطح انرژی یک اتم هیدروژن به نقش پنهان آن پی بردند.
اما چرا این موضوع هیجان انگیز بود؟
به دلیل افشای ارتباط ناشناخته و ویژه بین فیزیک کوانتومی و ریاضی!
به گفته یکی از محققان اصلی آن زمان، Tamar Friedmann، ریاضیدان دانشگاه راچستر در ایالات متحده: “اینکه یک فرمول ریاضی از قرن ۱۷ می‌تواند ویژگی یک سیستم فیزیکی در ۳۰۰ سال بعد خود را نشان دهد، برایم بسیار جذاب بود”.
این کشف زمانی صورت گرفت که Carl Hagen فیزیکدان دانشگاه راچستر در کلاس درس به دانشجویان مکانیک کوانتوم تدریس می‌کرد و به آن‌ها نحوه استفاده از تکنیک “اصل تنوع” برای تقریب زدن سطح انرژی اتم هیدروژن را توضیح می‌داد.
وی زمانی که این مقادیر را با محاسبات معمولی مقایسه می‌کند، متوجه روند غیر معمول آن می‌شود. او از Friedmann خواست تا در مطالعه این گرایش کمک کند، که به سرعت متوجه ظهور فرمول والیس برای پی شد. Hagen:
ما به دنبال فرمول والیس نبودیم، او یکباره خود را به ما نشان داد.
Friedmann:
این کاملا شگفت‌آور بود. وقتی فرمول والیس برای هیدروژن را از معادلات یافتیم، من بالا و پایین پریدم.
مقالات مرتبط: رایانش کوانتومی: نتیجه رقابت آلیس و باب بر سر تصاحب فوتون، تعیین‌گر خواهد بود!
از سال ۱۶۵۵ برهان‌های زیادی از فرمول والیس به دست آمده است، اما پیش از این همه از دنیای ریاضی آمده بودند.
شما می‌توانید دو صفحه از کتاب Arithmetica Infintorum Wallis را در زیر ببینید:
Kevin Knudson از Forbs:
این موضوع تقریبا شبیه جادو بود. اینکه فرمولی برای عدد پی که داخل مکانیک کوانتوم اتم هیدروژن پنهان شود، بسیار لذت بخش بود.
Friedmann می‌گوید طبیعت این راز را برای ۸۰ سال حفظ کرده است و وی از یافتن آن بسیار خوشحال است. “کاری از دست ما برنمی‌آید ولی بسیار مشتاقیم به ارتباطات مخفی دیگر بین مکانیک کوانتومی و ریاضیات محض پی ببریم”.
