數(shù)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)、圓周率 （π）、描述圓的周長與其直徑之間的比率，有了新的意義。

新的代表形式誕生于曲折的弦理論，以及兩位數(shù)學(xué)家試圖更好地描述粒子碰撞的嘗試。

“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數(shù)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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