Forskare hittar helt ny Pi-formel efter tusentals år

Forskare har upptäckt en ny formel som kan representera Pi mer exakt och effektivt, vilket öppnar upp för nya riktningar inom forskning om kvantmekanik, partikelfysik och komplexa vetenskapliga simuleringar.

Talet pi (π) har länge ansetts vara en av de viktigaste matematiska konstanterna och representerar förhållandet mellan en cirkels omkrets och diameter - Foto: AI

Pi (π) är ett irrationellt tal med ett oändligt antal decimaler och kan inte representeras exakt som ett bråk. Det användes av de gamla babylonierna och grekerna för över 4 000 år sedan. Babylonierna uppskattade Pi till ungefär 3,125, medan greker som Arkimedes använde geometriska metoder för att uppskatta Pi till att ligga i intervallet 3,140845 < π < 3,142857.

I vardaglig databehandling använder vi ofta ungefärliga värden som 3,14159 eller 22/7, men dessa tal är inte tillräckligt exakta för moderna problem, särskilt inte inom kvantmekanik och elementarpartikelsimuleringar.

Formeln för att beräkna Pi publicerades först i tidskriften Physical Review Letters år 2024, men det är först nyligen som den har fått stor uppmärksamhet och diskussion från det internationella forskarsamfundet .

I studien utvecklade fysikerna Arnab Priya Saha och Aninda Sinha från Indian Institute of Science en ny kvantmodell för att optimera simuleringen av interaktioner mellan partiklar. Överraskande nog upptäckte de en helt ny Pi-formel under processen att bygga modellen. Denna formel möjliggör mer exakta beräkningar med färre steg, vilket avsevärt minskar mängden databehandling.

Saha och Sinha kombinerade Feynmandiagram, ett matematiskt verktyg som beskriver hur partiklar interagerar och sprids, med Eulers betafunktion, som används inom strängteori. Resultatet är en speciell matematisk sekvens som konvergerar mycket snabbt mot värdet Pi, vilket gör beräkningar mycket snabbare än tidigare metoder.

Med andra ord kan forskare nu beräkna värdet pi med extremt hög precision utan att behöva lagra miljontals siffror.

Inom kvantmekanik kräver simulering av interaktioner mellan små partiklar superdatorer och stora mängder data. Den nya Pi-formeln optimerar denna process, vilket minskar antalet beräkningssteg samtidigt som en hög noggrannhet bibehålls. Det är ett klassiskt exempel på vetenskaplig optimering: att uppnå samma resultat med färre resurser.

Detta är särskilt viktigt inom områden som partikelfysik, kosmologiska simuleringar, artificiell intelligens och kvantmaterial. Den nya Pi-formeln gör det möjligt för forskare att bearbeta data snabbare, vilket minskar beräkningskostnaderna och öppnar upp möjligheten att studera fenomen som tidigare var nästan omöjliga att simulera korrekt.

Enligt Dr. Aninda Sinha föreslogs denna forskningsinriktning på 1970-talet men övergavs eftersom beräkningen var för komplicerad. Tack vare utvecklingen av modern datorteknik och avancerad matematik har forskargruppen bevisat att den nya modellen konvergerar snabbare än väntat, vilket gör beräkningen av Pi mer genomförbar än någonsin.

Även om den nya Pi-formeln ännu inte har direkta tillämpningar i vardagen, är den ett viktigt steg framåt för grundvetenskapen. Denna forskning utökar inte bara vår förståelse av Pi, utan visar också potentialen att snabba upp kvantmodeller och lösa komplexa problem i framtiden.

Som Dr Sinha delar: ”Detta är den rena glädjen i teoretisk vetenskap. Även om den inte har omedelbara tillämpningar öppnar den nya dörrar för kunskap och forskning.”

Tillbaka till ämnet

MINH HAI

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