Một công thức cổ điển cho Pi đã được phát hiện ẩn trong các nguyên tử hydro..!

Một công thức cổ điển cho Pi đã được phát hiện ẩn trong các nguyên tử hydro..!

Hai năm trước đây ... đây là một phát hiện tuyệt vời.

Trở lại vào năm 2015, các nhà khoa học đã khám phá ra một điều kỳ diệu lần đầu tiên - một công thức cổ điển cho pi được giấu trong thế giới vật lý lượng tử.

Pi là tỷ số giữa chu vi vòng tròn và đường kính của nó, và là vô cùng quan trọng trong toán học thuần túy. Nhưng đây là lần đầu tiên các nhà khoa học tìm thấy nó "ẩn náu" trong thế giới vật lý, khi sử dụng cơ học lượng tử để so sánh mức năng lượng của một nguyên tử hydro.

Tại sao lại thú vị nhỉ? 

Vâng, nó cho thấy một kết nối vô cùng đặc biệt và chưa được biết đến trước đây giữa vật lý lượng tử và toán học.

Một trong những nhà nghiên cứu hàng đầu tại thời điểm đó, Tamar Friedmann , một nhà toán học tại Đại học Rochester, Mỹ , nói: "Tôi thấy hấp dẫn rằng một công thức toán học thuần túy từ thế kỷ 17 đặc trưng cho một hệ thống vật lý được phát hiện ra 300 năm sau" .

Phát hiện này được thực hiện khi Carl Hagen, một nhà vật lí hạt tại Đại học Rochester, đang giảng dạy một lớp về cơ học lượng tử và giải thích cho học sinh của mình cách sử dụng một kỹ thuật cơ lượng tử được gọi là 'nguyên tắc biến đổi' để gần đúng các trạng thái năng lượng của một nguyên tử hydro.

Trong khi so sánh các giá trị này với các tính toán thông thường, ông nhận thấy một xu hướng bất thường trong tỷ lệ.

Ông yêu cầu Friedmann giúp ông tìm ra xu hướng này, và họ nhanh chóng nhận ra rằng đó thực sự là một biểu hiện của công thức Wallis cho pi - lần đầu tiên nó thậm chí còn có nguồn gốc từ vật lý.

Hagen nói: "Chúng tôi không tìm kiếm công thức Wallis cho pi. Nó chỉ rơi vào vòng đời của chúng tôi .

Friedmann nói thêm : "Đó là một sự ngạc nhiên hoàn toàn . "Tôi nhảy lên và xuống khi chúng tôi nhận được công thức Wallis trong phương trình cho nguyên tử hydro."

Từ năm 1655 đã có rất nhiều bằng chứng về công thức của Wallis, nhưng trước đó, tất cả đã đến từ thế giới toán học.

Bạn có thể thấy hai trang từ cuốn sách của Wallis  Arithmetica Infinitorum dưới đây:

Một công thức cổ điển cho Pi đã được phát hiện ẩn trong các nguyên tử hydro..!

Một công thức cổ điển cho Pi đã được phát hiện ẩn trong các nguyên tử hydro..!

Nhà văn Kevin Knudson của tạp chí Forbes viết: "Điều này hầu như giống như phép thuật" .

"Đó là một công thức cho π ẩn trong cơ học lượng tử của nguyên tử hydro là đáng ngạc nhiên và thú vị."

Friedmann nói: "Thiên nhiên đã giữ bí mật này trong 80 năm qua . "Tôi vui vì chúng tôi tiết lộ nó."

Chúng ta không thể không băn khoăn về những kết nối bí mật khác vẫn còn tồn tại ở đó, ẩn giấu giữa cơ học lượng tử và toán học thuần túy.

Các kết quả đã được  công bố trên  Tạp chí Vật lý Toán học .