Физики нашли новый способ представления числа π в теории струн

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Число π, знакомое нам ещё со школьной скамьи, таит в себе множество загадок. Это иррациональное число, не имеющее конца в своем десятичном представлении, веками пленяло умы математиков. Но кто бы мог подумать, что разгадка очередной тайны π будет найдена не в тиши кабинетов, а в дебрях квантовой физики?

Именно это произошло в Индийском научном институте (IISc), где группа физиков под руководством профессора Анинды Синхи работала над, казалось бы, далекой от чистой математики задачей: построением более точной и лаконичной модели взаимодействия частиц высоких энергий в рамках теории струн.

Теория струн — один из самых амбициозных проектов современной физики, стремящийся создать единое описание всех известных фундаментальных взаимодействий. В ее основе лежит гипотеза о том, что элементарные частицы — это не точечные объекты, а крошечные вибрирующие струны энергии. Разные моды вибраций этих струн и определяют наблюдаемые нами свойства частиц.

Пи в квантовой физике, абстрактная иллюстрация
Пи в квантовой физике, абстрактная иллюстрация
Автор: Designer

Однако практическая реализация теории струн наталкивается на колоссальные математические трудности. Одна из них — огромное количество параметров, которые необходимо учитывать при описании взаимодействий даже простейших частиц.

Именно эту проблему и пытались решить индийские физики. В поисках оптимального решения Арнаб Саха, молодой коллега Синхи, обратился к двум, на первый взгляд, не связанным между собой инструментам: бета-функции Эйлера, широко используемой в различных областях физики, и диаграммам Фейнмана — графическому методу представления взаимодействий частиц, предложенному легендарным физиком Ричардом Фейнманом.

То, что произошло дальше, можно назвать счастливой случайностью, или, как говорят ученые, «побочным продуктом» научного поиска. Работая с этими инструментами, Саха и Синха неожиданно обнаружили новый способ представления числа π в виде бесконечного ряда.

Это само по себе является важным математическим результатом. Но что делает его поистине значимым, так это тесная связь новой формулы с рядом для π, открытым ещё в 15 веке индийским математиком Мадхавой из Сангамаграмы.

Получается, что, исследуя самые мельчайшие структуры Вселенной, индийские физики словно бы заглянули в глубины веков, обнаружив там невидимую нить, связывающую древнюю математическую традицию с передовой наукой нашего времени.

Пи в теории струн, абстрактная иллюстрация
Пи в теории струн, абстрактная иллюстрация
Автор: Designer

Каковы же практические следствия этого открытия? Синха признаётся, что на данном этапе они носят преимущественно теоретический характер. Новая формула для π может оказаться полезной для более эффективного проведения вычислений в физике высоких энергий, а также в других областях, где используется это фундаментальное число.

Однако история науки учит нас, что даже самые абстрактные теоретические изыскания могут привести к непредвиденным практическим применениям.

Кто знает, возможно, открытие индийских физиков — это лишь первый шаг на пути к новым технологиям и более глубокому пониманию строения нашего мира.

1 комментарий

a
Что такое могли нагородить из диаграмм Фейнмана, представляющих приближения теории возмущений, что получили ряд для числа пи?

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Загрязнение микропластиком меняет цвет Тихого океана — и это уже видно из космоса

Когда речь заходит о Большом тихоокеанском мусорном пятне, обычно представляют скопления крупного плавающего пластика: бутылок, упаковок, рыболовных сетей и обломков контейнеров. Однако основная...

Вагон с пропеллерами подвесили над путями: почему поезд Бенни так и не стал обычным транспортом

На фотографии 1930 года пассажирский вагон напоминает корпус небольшого самолёта. Он находится над обычной железной дорогой, держится за верхнюю направляющую и движется с помощью воздушных винтов....

Огонь сам открывает воду: как появились автоматические пожарные спринклеры

Пожарная труба под потолком долгое время была почти бесполезна без человека. Можно было заранее провести по зданию водопровод, сделать в нём отверстия и даже держать рядом большой запас воды, но...

Бетон вместо радара: как огромные чаши на берегу Англии помогали слышать самолёты

На английском побережье сохранились огромные бетонные чаши, обращённые к морю. Рядом с некоторыми стоят изогнутые стены, похожие на фрагменты недостроенного стадиона. Их задача была вполне...

Рыба с собственным обогревом: как опах сохраняет тепло в холодном океане

Опах охотится на глубине в несколько сотен метров, где вода заметно холоднее его тела. У этой крупной серебристой рыбы с красными плавниками теплее воды остаются не только мышцы, но и внутренние...

Крымская АЭС: почему атомную станцию, которую строили почти 10 лет, так и не запустили

В конце 1960-х годов советские специалисты анализировали топливно-энергетический баланс страны и пришли к выводу, что европейская часть СССР в обозримой перспективе может столкнуться с дефицитом...