(Benjamin Haas/Shutterstock)
ย้อนกลับไปในปี 2558 นักวิทยาศาสตร์พบสิ่งที่น่าทึ่งเป็นครั้งแรก - สูตรคลาสสิกสำหรับ PI ที่ซ่อนอยู่ในโลกของควอนตัมฟิสิกส์
PI คืออัตราส่วนระหว่างเส้นรอบวงของวงกลมและเส้นผ่านศูนย์กลางและมีความสำคัญอย่างไม่น่าเชื่อในคณิตศาสตร์บริสุทธิ์ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์พบว่า "ซุ่มซ่อน" ในโลกของฟิสิกส์เมื่อใช้กลศาสตร์ควอนตัมเพื่อเปรียบเทียบระดับพลังงานของอะตอมไฮโดรเจน
ทำไมถึงน่าตื่นเต้น? มันเผยให้เห็นการเชื่อมต่อที่พิเศษอย่างไม่น่าเชื่อและไม่รู้จักก่อนหน้านี้ระหว่างฟิสิกส์ควอนตัมและคณิตศาสตร์
"ฉันพบว่ามันน่าหลงใหลที่สูตรทางคณิตศาสตร์อย่างหมดจดจากศตวรรษที่ 17 เป็นลักษณะของระบบทางกายภาพที่ค้นพบ 300 ปีต่อมา"หนึ่งในนักวิจัยหลักในเวลานั้น Tamar Friedmann กล่าวนักคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ในสหรัฐอเมริกา
การค้นพบเกิดขึ้นเมื่อ Carl Hagen นักฟิสิกส์อนุภาคที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์กำลังสอนชั้นเรียนเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมและอธิบายให้นักเรียนของเขาทราบถึงวิธีการใช้เทคนิคเชิงกลควอนตัมที่เรียกว่า 'หลักการแปรผัน' เพื่อประมาณสถานะพลังงานของ A อะตอมไฮโดรเจน
ในขณะที่เปรียบเทียบค่าเหล่านี้กับการคำนวณแบบดั้งเดิมเขาสังเกตเห็นแนวโน้มที่ผิดปกติในอัตราส่วน
เขาขอให้ฟรีดมันน์ช่วยเขาหาเทรนด์นี้และพวกเขาก็รู้ได้อย่างรวดเร็วว่าจริง ๆ แล้วมันเป็นการรวมตัวกันของสูตรวอลลิสสำหรับ PI - ครั้งแรกที่ได้มาจากฟิสิกส์
"เราไม่ได้มองหาสูตร Wallis สำหรับ Pi มันเพิ่งตกอยู่ในรอบของเรา"Hagen กล่าว-
"มันเป็นเรื่องน่าประหลาดใจอย่างสมบูรณ์"เพิ่ม Friedmann- "ฉันกระโดดขึ้นและลงเมื่อเราได้สูตร Wallis ออกจากสมการสำหรับอะตอมไฮโดรเจน"
ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1655 มีการพิสูจน์สูตรของวัลลิสมากมาย แต่ก่อนหน้านี้ทุกคนมาจากโลกคณิตศาสตร์
คุณสามารถดูสองหน้าจากหนังสือของ Wallisเลขคณิตไม่มีที่สิ้นสุดด้านล่าง:
แปลงเป็นดิจิทัลโดย Google
"นี่ดูเหมือนจะเป็นเวทมนตร์"Kevin Knudson สำหรับ Forbes-
"สูตรสำหรับπถูกซ่อนอยู่ภายในกลศาสตร์ควอนตัมของอะตอมไฮโดรเจนนั้นน่าประหลาดใจและน่ายินดี"
"ธรรมชาติได้เก็บความลับนี้ไว้ในช่วง 80 ปีที่ผ่านมา"Friedmann กล่าว- "ฉันดีใจที่เราเปิดเผย"
เราไม่สามารถช่วยได้ แต่สงสัยว่าการเชื่อมต่อลับอื่น ๆ ยังคงอยู่ที่นั่นซุ่มซ่อนระหว่างกลไกควอนตัมและคณิตศาสตร์บริสุทธิ์
ผลลัพธ์คือเผยแพร่ในวารสารฟิสิกส์คณิตศาสตร์-
เวอร์ชันของบทความนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในเดือนพฤศจิกายน 2558
