Eine aktuelle Studie des Indian Institute of Science (IISc) hat eine erstaunliche mathematische Entdeckung hervorgebracht. Bei dem Versuch, komplexe Prozesse der Quantenphysik zu vereinfachen, entdeckten Forscher eine neue Reihe zur Darstellung der irrationalen Zahl π. Dieses Ergebnis eröffnet faszinierende Perspektiven für die theoretische Physik.
Pi besitzt eine unendliche Anzahl nicht wiederholender Dezimalstellen.
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Unter bestimmten Bedingungen nähert sich diese neue Formel für π der von Madhava, einem indischen Mathematiker des 15. Jahrhunderts, der als Erster eine Reihe für π vorschlug. Die Forscher Arnab Saha und Aninda Sinha vom Centre for High Energy Physics (CHEP) haben ihre Arbeiten in
Physical Review Letters veröffentlicht.
Ursprünglich war es nicht das Ziel von Saha und Sinha, eine neue Darstellung von π zu finden. Ihre Forschung konzentrierte sich auf das Studium von Wechselwirkungen hochenergetischer Teilchen, wie sie im Large Hadron Collider im Rahmen der Stringtheorie beobachtet werden. Diese Theorie geht davon aus, dass Quantenprozesse aus den Vibrationen von Strings resultieren.
Die Forscher kombinierten zwei mathematische Werkzeuge: die Beta-Funktion von Euler und das Feynman-Diagramm. Die Beta-Funktion von Euler findet in verschiedenen Bereichen der Physik und Technik Anwendung, während das Feynman-Diagramm die Energieaustausche bei Teilchenwechselwirkungen beschreibt.
Ihr Ansatz ermöglichte nicht nur eine effektive Modellierung der Teilchenwechselwirkungen, sondern führte auch zur Entdeckung einer neuen Reihe zur Darstellung von π. In der Mathematik ermöglicht eine Reihe die Zerlegung eines Parameters wie π in seine Komponenten. Die neue Reihe ermöglicht eine schnelle Annäherung an den Wert von π, was für die Berechnungen von Teilchendiffusionen bei hoher Energie essenziell ist.
Aninda Sinha (links) und Arnab Saha (rechts).
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Die Forscher erklären, dass dieses Ergebnis nur dank moderner mathematischer Werkzeuge möglich war, die bei den ersten Modellierungsversuchen in den 1970er Jahren nicht zur Verfügung standen. Obwohl diese Arbeiten theoretisch bleiben, könnten sie letztlich zu praktischen Anwendungen führen, ähnlich wie die Entdeckungen von Paul Dirac über Elektronen zu fortschrittlichen Medizintechnologien führten.
Sinha betont abschließend, dass diese Forschung, obwohl sie weit von den alltäglichen Sorgen entfernt erscheinen mag, das reine Vergnügen der Theorie für die Theorie bietet.
Quelle: Physical Review Letters