دانشمندان پس از هزاران سال فرمول کاملاً جدیدی از عدد پی پیدا کردند

دانشمندان فرمول جدیدی کشف کرده‌اند که می‌تواند عدد پی را دقیق‌تر و کارآمدتر نشان دهد و مسیرهای جدیدی را در تحقیقات مکانیک کوانتومی، فیزیک ذرات و شبیه‌سازی‌های علمی پیچیده باز کند.

عدد پی (π) مدت‌هاست که به عنوان یکی از مهم‌ترین ثابت‌های ریاضی در نظر گرفته می‌شود و نسبت بین محیط و قطر یک دایره را نشان می‌دهد - عکس: AI

عدد پی (π) یک عدد گنگ است که تعداد بی‌نهایت رقم اعشار دارد و نمی‌توان آن را دقیقاً به صورت کسری نمایش داد. این عدد بیش از ۴۰۰۰ سال پیش توسط بابلی‌ها و یونانیان باستان استفاده می‌شد. بابلی‌ها عدد پی را تقریباً ۳.۱۲۵ تخمین می‌زدند، در حالی که یونانیانی مانند ارشمیدس از روش‌های هندسی برای تخمین عدد پی در محدوده ۳.۱۴۰۸۴۵ < π < ۳.۱۴۲۸۵۷ استفاده می‌کردند.

در محاسبات روزمره، ما اغلب از مقادیر تقریبی مانند ۳.۱۴۱۵۹ یا ۲۲/۷ استفاده می‌کنیم، اما این اعداد برای مسائل مدرن، به ویژه در مکانیک کوانتومی و شبیه‌سازی ذرات بنیادی، به اندازه کافی دقیق نیستند.

فرمول محاسبه عدد پی اولین بار در سال ۲۰۲۴ در مجله Physical Review Letters منتشر شد، اما تنها اخیراً مورد توجه و بحث گسترده جامعه علمی بین‌المللی قرار گرفته است.

در این مطالعه، فیزیکدانان آرناب پریا ساها و آنیندا سینها از موسسه علوم هند، یک مدل کوانتومی جدید برای بهینه‌سازی شبیه‌سازی برهمکنش‌های بین ذرات توسعه دادند. در کمال تعجب، در فرآیند ساخت این مدل، آنها یک فرمول کاملاً جدید برای عدد پی کشف کردند. این فرمول امکان محاسبات دقیق‌تر را با مراحل کمتر فراهم می‌کند و میزان پردازش داده‌ها را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

ساها و سینها نمودارهای فاینمن، ابزاری ریاضی که نحوه تعامل و پراکندگی ذرات را توصیف می‌کند، را با تابع بتای اویلر، که در نظریه ریسمان استفاده می‌شود، ترکیب کردند. نتیجه یک دنباله ریاضی خاص است که خیلی سریع به مقدار عدد پی همگرا می‌شود و محاسبات را بسیار سریع‌تر از روش‌های قبلی انجام می‌دهد.

به عبارت دیگر، دانشمندان اکنون می‌توانند مقدار عدد پی را با دقت بسیار بالا و بدون نیاز به ذخیره میلیون‌ها رقم محاسبه کنند.

در مکانیک کوانتومی، شبیه‌سازی برهمکنش‌های بین ذرات ریز نیاز به ابررایانه‌ها و حجم عظیمی از داده‌ها دارد. فرمول جدید عدد پی این فرآیند را بهینه می‌کند و تعداد مراحل محاسبه را کاهش می‌دهد و در عین حال سطح بالایی از دقت را حفظ می‌کند. این یک نمونه کلاسیک از بهینه‌سازی علمی است: دستیابی به نتیجه مشابه با منابع کمتر.

این امر به ویژه در زمینه‌هایی مانند فیزیک ذرات، شبیه‌سازی‌های کیهان‌شناسی، هوش مصنوعی و مواد کوانتومی اهمیت دارد. فرمول جدید عدد پی به دانشمندان این امکان را می‌دهد که داده‌ها را سریع‌تر پردازش کنند، هزینه‌های محاسباتی را کاهش دهند و امکان مطالعه پدیده‌هایی را فراهم کنند که قبلاً شبیه‌سازی دقیق آنها تقریباً غیرممکن بود.

به گفته دکتر آنیندا سینها، این مسیر تحقیقاتی در دهه ۱۹۷۰ پیشنهاد شد اما به دلیل پیچیدگی بیش از حد محاسبات، کنار گذاشته شد. به لطف توسعه فناوری محاسبات مدرن و ریاضیات پیشرفته، تیم تحقیقاتی ثابت کرده است که مدل جدید سریع‌تر از حد انتظار همگرا می‌شود و محاسبه عدد پی را بیش از هر زمان دیگری امکان‌پذیر می‌سازد.

در حالی که فرمول جدید عدد پی هنوز کاربرد مستقیمی در زندگی روزمره ندارد، اما گامی مهم و رو به جلو برای علوم بنیادی است. این تحقیق نه تنها درک ما از عدد پی را گسترش می‌دهد، بلکه پتانسیل سرعت بخشیدن به مدل‌های کوانتومی و حل مسائل پیچیده در آینده را نیز نشان می‌دهد.

همانطور که دکتر سینها می‌گوید: «این لذت ناب علم نظری است. اگرچه کاربردهای فوری ندارد، اما درهای جدیدی را برای دانش و تحقیق باز می‌کند.»

بازگشت به موضوع

مین های

منبع: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-tim-ra-cong-thuc-pi-hoan-toan-moi-sau-hang-ngan-nam-20250910091916157.htm