A tudósok több ezer év után teljesen új Pi-képletet fedeztek fel

A tudósok felfedeztek egy új képletet, amely pontosabban és hatékonyabban képes ábrázolni a Pi-t, új irányokat nyitva meg a kvantummechanika, a részecskefizika és az összetett tudományos szimulációk kutatásában.

A Pi (π) számot régóta az egyik legfontosabb matematikai állandónak tekintik, amely a kör kerülete és átmérője arányát jelenti - Fotó: AI

A π (π) egy irracionális szám, végtelen számú tizedesjegyet tartalmaz, és nem ábrázolható pontosan törtként. Az ókori babiloniak és görögök több mint 4000 évvel ezelőtt használták. A babiloniak a π értékét körülbelül 3,125-nek becsülték, míg a görögök, mint például Arkhimédész, geometriai módszereket használtak a π 3,140845 < π < 3,142857 tartományba eső értékének becslésére.

A mindennapi számítástechnikában gyakran használunk közelítő értékeket, mint például a 3,14159 vagy a 22/7, de ezek a számok nem elég pontosak a modern problémákhoz, különösen a kvantummechanikában és az elemi részecske-szimulációkban.

A Pi kiszámítására szolgáló képletet először a Physical Review Letters folyóiratban tették közzé 2024-ben, de csak a közelmúltban kapott széles körű figyelmet és vitát a nemzetközi tudományos közösségben.

A tanulmányban az Indiai Tudományos Intézet fizikusai, Arnab Priya Saha és Aninda Sinha egy új kvantummodellt fejlesztettek ki a részecskék közötti kölcsönhatások szimulációjának optimalizálására. Meglepő módon a modell felépítése során egy teljesen új Pi-képletet fedeztek fel. Ez a képlet pontosabb számításokat tesz lehetővé kevesebb lépésben, jelentősen csökkentve az adatfeldolgozás mennyiségét.

Saha és Sinha a Feynman-diagramokat, egy olyan matematikai eszközt, amely leírja a részecskék kölcsönhatását és szóródását, kombinálták az Euler béta-függvénnyel, amelyet a húrelméletben használnak. Az eredmény egy speciális matematikai sorozat, amely nagyon gyorsan konvergál a Pi értékéhez, így a számítások sokkal gyorsabbak, mint a korábbi módszerek esetében.

Más szóval, a tudósok most rendkívül nagy pontossággal kiszámíthatják a Pi értékét anélkül, hogy több millió számjegyet kellene tárolniuk.

A kvantummechanikában az apró részecskék közötti kölcsönhatások szimulációja szuperszámítógépeket és hatalmas mennyiségű adatot igényel. Az új Pi-képlet optimalizálja ezt a folyamatot, csökkentve a számítási lépések számát, miközben magas szintű pontosságot tart fenn. Ez a tudományos optimalizálás klasszikus példája: ugyanazon eredmény elérése kevesebb erőforrással.

Ez különösen fontos olyan területeken, mint a részecskefizika, a kozmológiai szimulációk, a mesterséges intelligencia és a kvantumanyagok. Az új Pi-képlet lehetővé teszi a tudósok számára, hogy gyorsabban dolgozzák fel az adatokat, csökkentve a számítási költségeket, és megnyitva a lehetőséget olyan jelenségek tanulmányozására, amelyeket korábban szinte lehetetlen volt pontosan szimulálni.

Dr. Aninda Sinha szerint ezt a kutatási irányt az 1970-es években javasolták, de a számítás túl bonyolult volt, ezért elvetették. A modern számítástechnika és a fejlett matematika fejlődésének köszönhetően a kutatócsoport bebizonyította, hogy az új modell gyorsabban konvergál a vártnál, így a Pi kiszámítása minden eddiginél megvalósíthatóbb.

Bár az új Pi-képletnek még nincsenek közvetlen alkalmazásai a mindennapi életben, fontos lépés előre az alaptudomány számára. Ez a kutatás nemcsak a Pi-ről alkotott ismereteinket bővíti, hanem a kvantummodellek felgyorsításának és a jövőbeni összetett problémák megoldásának lehetőségét is megmutatja.

Ahogy Dr. Sinha fogalmaz: „Ez az elméleti tudomány tiszta öröme. Bár nincsenek azonnali alkalmazásai, új kapukat nyit a tudás és a kutatás előtt.”

Vissza a témához

MINH HAI

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