Wetenschappers vinden na duizenden jaren compleet nieuwe Pi-formule

Wetenschappers hebben een nieuwe formule ontdekt waarmee Pi nauwkeuriger en efficiënter kan worden weergegeven. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor onderzoek naar kwantummechanica, deeltjesfysica en complexe wetenschappelijke simulaties.

Het getal Pi (π) wordt al lang beschouwd als een van de belangrijkste wiskundige constanten, die de verhouding tussen de omtrek en de diameter van een cirkel weergeeft - Foto: AI

Pi (π) is een irrationeel getal met een oneindig aantal decimalen en kan niet exact als een breuk worden weergegeven. Het werd meer dan 4000 jaar geleden al gebruikt door de oude Babyloniërs en Grieken. De Babyloniërs schatten Pi op ongeveer 3,125, terwijl Grieken zoals Archimedes geometrische methoden gebruikten om Pi te schatten op 3,140845 < π < 3,142857.

In de dagelijkse computerwereld gebruiken we vaak benaderende waarden zoals 3,14159 of 22/7, maar deze getallen zijn niet nauwkeurig genoeg voor moderne problemen, vooral niet in de kwantummechanica en simulaties van elementaire deeltjes.

De formule voor het berekenen van Pi werd voor het eerst gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters in 2024, maar pas onlangs heeft het veel aandacht en discussie gekregen van de internationale wetenschappelijke gemeenschap.

In de studie ontwikkelden natuurkundigen Arnab Priya Saha en Aninda Sinha van het Indian Institute of Science een nieuw kwantummodel om de simulatie van interacties tussen deeltjes te optimaliseren. Verrassend genoeg ontdekten ze tijdens de ontwikkeling van het model een compleet nieuwe Pi-formule. Deze formule maakt nauwkeurigere berekeningen mogelijk met minder stappen, wat de hoeveelheid dataverwerking aanzienlijk vermindert.

Saha en Sinha combineerden Feynman-diagrammen, een wiskundige tool die beschrijft hoe deeltjes interacteren en zich verspreiden, met de Euler-bètafunctie, die in de snaartheorie wordt gebruikt. Het resultaat is een speciale wiskundige reeks die zeer snel convergeert naar de waarde van Pi, waardoor berekeningen veel sneller zijn dan met eerdere methoden.

Met andere woorden: wetenschappers kunnen nu de waarde van Pi met extreem hoge precisie berekenen, zonder dat ze miljoenen cijfers hoeven op te slaan.

In de kwantummechanica vereist het simuleren van de interacties tussen minuscule deeltjes supercomputers en enorme hoeveelheden data. De nieuwe Pi-formule optimaliseert dit proces door het aantal rekenstappen te verminderen en tegelijkertijd een hoge nauwkeurigheid te behouden. Het is een klassiek voorbeeld van wetenschappelijke optimalisatie: hetzelfde resultaat bereiken met minder middelen.

Dit is vooral belangrijk in vakgebieden zoals deeltjesfysica, kosmologische simulaties, kunstmatige intelligentie en kwantummaterialen. De nieuwe Pi-formule stelt wetenschappers in staat om data sneller te verwerken, waardoor de rekenkosten dalen en de mogelijkheid ontstaat om verschijnselen te bestuderen die voorheen vrijwel onmogelijk nauwkeurig te simuleren waren.

Volgens Dr. Aninda Sinha werd deze onderzoeksrichting in de jaren 70 voorgesteld, maar verlaten omdat de berekening te ingewikkeld was. Dankzij de ontwikkeling van moderne computertechnologie en geavanceerde wiskunde heeft het onderzoeksteam bewezen dat het nieuwe model sneller convergeert dan verwacht, waardoor de berekening van Pi haalbaarder is dan ooit.

Hoewel de nieuwe Pi-formule nog geen directe toepassingen in het dagelijks leven heeft, is het een belangrijke stap voorwaarts voor de fundamentele wetenschap. Dit onderzoek vergroot niet alleen ons begrip van Pi, maar toont ook de potentie om in de toekomst kwantummodellen te versnellen en complexe problemen op te lossen.

Zoals Dr. Sinha zegt: "Dit is de pure vreugde van theoretische wetenschap. Hoewel het geen directe toepassingen heeft, opent het nieuwe deuren voor kennis en onderzoek."

Terug naar het onderwerp

MINH HAI

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