物理學(xué)家意外地發(fā)現(xiàn)了一種表示圓周率的新方法

我們最喜歡的數(shù)學(xué)常數(shù)，pi（π）描述了圓的周長(zhǎng)與其直徑之間的比率，具有了新的含義。

新的代表形式誕生于曲折的弦理論，以及兩位物理學(xué)家試圖更好地描述粒子碰撞。

“最初，我們的努力從來都不是找到一種觀察圓周率的方法，”說印度科學(xué)研究所（IISc）的Aninda Sinha與IISc理論物理學(xué)家Arnab Priya Saha共同撰寫了這項(xiàng)新工作。

“我們所做的只是研究量子理論中的高能物理學(xué)，并試圖開發(fā)一個(gè)參數(shù)更少、更準(zhǔn)確的模型來理解粒子是如何相互作用的。當(dāng)我們有一種新的方法來看待圓周率時(shí)，我們很興奮。

作為一個(gè)數(shù)學(xué)常數(shù)，圓周率的值沒有改變，無論它是一個(gè)無理數(shù);隨著時(shí)間的流逝，我們得到了更精確的渲染效果圖其精確值，實(shí)現(xiàn)105萬億數(shù)字在最新的計(jì)數(shù)中。

Saha 和 Sinha 的這部新作品提出了 pi 的新系列表示，它他們說提供了一種更簡(jiǎn)單的方法從用于破譯高能粒子量子散射的計(jì)算中提取圓周率在粒子加速器中四處亂竄.

在數(shù)學(xué)中，一個(gè)級(jí)數(shù)列出了像 pi 這樣的參數(shù)的組成部分，以便數(shù)學(xué)家可以從其組成部分快速得出 pi 的值。這就像遵循食譜，以正確的數(shù)量和順序添加每種成分，以制作出美味的菜肴。

除非你沒有食譜，否則你不知道一頓飯由哪些成分組成，也不知道要添加多少以及何時(shí)添加。

自 1970 年代初以來，找到正確的組件數(shù)量和組合來表示 pi 一直困擾著研究人員，當(dāng)時(shí)他們第一次嘗試以這種方式表示 pi，“但很快就放棄了它，因?yàn)樗珡?fù)雜了，”Sinha解釋.

Sinha的團(tuán)隊(duì)正在研究完全不同的東西：使用盡可能少和盡可能簡(jiǎn)單的因子在數(shù)學(xué)上表示亞原子粒子相互作用的方法。

該小組的博士后研究員Saha正在通過試圖描述這些相互作用來解決這個(gè)所謂的“優(yōu)化問題”——這些相互作用會(huì)釋放出各種各樣的奇怪和難以瞥見的顆粒– 基于粒子質(zhì)量、振動(dòng)及其不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的廣泛范圍等的各種組合。

幫助解開問題的是一個(gè)叫做費(fèi)曼圖，它表示描述相互作用和散射的兩個(gè)粒子之間交換的能量的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

這不僅做到了生成高效模型的粒子相互作用捕獲了“所有關(guān)鍵的弦特征，直到一些能量”，但它也產(chǎn)生了一個(gè)新的圓周率公式，該公式與印度數(shù)學(xué)家提出的有記錄的歷史上第一個(gè)圓周率級(jí)數(shù)表示非常相似Sangamagrama Madhava（桑加瑪瑪·馬達(dá)瓦）在15世紀(jì)。

這些發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)階段純粹是理論上的，但可能有一些實(shí)際用途。

“本文中新表示的最令人興奮的前景之一是使用適當(dāng)?shù)男薷膩碇匦聶z查強(qiáng)子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，”Saha和Sinha說在他們發(fā)表的論文中寫.

“我們的新表示也將有助于與天體全息術(shù)建立聯(lián)系，”兩人補(bǔ)充道，指的是引人入勝，但仍然是假設(shè)性的尋求調(diào)和量子力學(xué)的范式廣義相對(duì)論通過時(shí)空的全息投影。

對(duì)于我們其他人來說，我們可以滿足于知道研究人員可以更準(zhǔn)確地描述著名的無理數(shù)的確切構(gòu)成。

該研究已發(fā)表在物理評(píng)論快報(bào).

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