2015 m. mokslininkai pirmą kartą atrado kai ką nepaprasto – klasikinę pi formulę, kuri buvo paslėpta kvantinės fizikos pasaulyje.

Pi apibrėžia apskritimo ilgio ir jo skersmens santykį ir yra nepaprastai svarbi konstanta matematikoje. Tai buvo pirmas kartas, kai mokslininkai ją atrado ir kvantinės fizikos pasaulyje.

Kodėl tai įdomu? Tai atskleidė neįtikėtinai ypatingą ir ankščiau nežinomą ryšį, tarp kvantinės fizikos ir matematikos.

„Mane žavi tai, kad grynai matematinė septynioliktojo amžiaus formulė, apibūdino fizikinę sistemą, kuri buvo atrasta tik po 300 metų“ – teigė viena iš pagrindinių tuometinių Ročesterio universiteto mokslininkių Tamar Friedmann.

Atradimas

Atradimas buvo padarytas, kai Karlas Heigenas, dalelių fizikas iš Ročesterio universiteto, vedė kvantinės mechanikos paskaitą, kurioje studentus mokė panaudojant „variacinių principų“ techniką, apibendrinti vandenilio atomų būsenas.

Lyginant šias reikšmes su įprastiniais skaičiavimais, buvo pastebėta neįprasta tendencija. Po ko jis paprašė Friedmann jam padėti išsiaiškinti šią tendenciją, ir jie greitai suprato, kad iš tikrųjų tai buvo Džono Voliso (John Wallis) pi formulės apraiška, kuri pirmą kartą pasireiškė fizikoje.

„Mes neieškojome Voliso pi formulės, ji pati tiesiog pakliuvo mums į rankas“, – teigė Heigenas.

„Tai buvo staigmena“ – pridūrė Friedman. „Aš net pašokau aukštyn ir žemyn, kai mes iš šių lygčių su vandenilio atomais gavome Voliso formulę.“

Nuo 1655 m. Voliso formulė buvo daug kartų įrodyta, bet tik matematiškai.

Ištrauka iš Džono Voliso (John Wallis) knygos (Google).
Ištrauka iš Džono Voliso (John Wallis) knygos (Google).

Šio tyrimo rezultatai yra paskelbti matematinės fizikos žurnale.