رمزگشایی عدد پی: گامی دیگر به سوی درک جهان هستی
عدد پی (π) که همه می‌شناسیم و معرف نسبت محیط دایره به قطر اون هست، حالا یه جور جدیدی معنی پیدا کرده.
این روش نمایش جدید از دل واپ پیچ‌های نظریه ریسمان و تلاش دو تا ریاضیدان برای توصیف بهتر برخورد ذرات به وجود اومده.
آنیندا سینکا از مؤسسه‌ی علوم هند (IISc) که این کار رو با همکارش آرناب پریه ساها انجام داده، میگه: «ما اصلا دنبال این نبودیم که یه راه جدید برای نمایش پی پیدا کنیم.»
«ما فقط داشتیم فیزیک انرژی‌های بالا رو تو نظریه کوانتوم بررسی می‌کردیم و می‌خواستیم یه مدلی بسازیم که با پارامترهای کمتر و دقیق‌تری بتونه بهمون بگه ذرات چطوری با هم برخورد می‌کنن. جالب بود که یه راه جدید برای نگاه کردن به پی هم به دست آوردیم.»
مقدار عدد پی که یه ثابت ریاضیه هیچوقت عوض نمی‌شه، هر چقدر هم که غیرمنطقی باشه. ما فقط تا حالا تونستیم نمایش‌های دقیق‌تری از مقدار دقیقش به دست بیاریم که آخرینش به ۱۰۵ تریلیون رقم می‌رسه.
کار جدید سینکا و ساها یه سری جدید برای نمایش پی پیشنهاد می‌ده که به گفته‌ی خودشون، راه راحت‌تری برای بیرون کشیدن پی از محاسبات مربوط به پراکندگی کوانتومی ذرات پر انرژی تو شتاب‌دهنده‌های ذرات فراهم می‌کنه.
تو ریاضیات، یه سری، اجزای یه پارامتر مثل پی رو مشخص می‌کنه تا ریاضیدان‌ها بتونن راحت‌تر به مقدار پی از اجزاش برسن. مثلا مثل یه دستور پخت می‌مونه که با اضافه کردن مواد اولیه به ترتیب و مقدار درست، یه غذای خوشمزه درست کنیم.
حالا فرض کنید دستور پخت رو نداشته باشید، دیگه نمی‌دونید چه مواد اولیه‌ای توی غذا هست و چقدر و کی باید اضافه کنید.
پیدا کردن تعداد و ترکیب درست اجزا برای نمایش پی، از اوایل دهه‌ی ۱۹۷۰ که برای اولین بار سعی کردن پی رو به این شکل نمایش بدن، دانشمندان رو گیج کرده بود، «اما چون خیلی پیچیده بود، زود قیدشو زدن.» سینکا اینطور توضیح می‌ده.
گروه سینکا دنبال چیز دیگه‌ای بودن: راه‌هایی برای نمایش ریاضی برخورد ذرات زیر اتمی با کمترین و ساده‌ترین عوامل ممکن.
ساها، یکی از پژوهشگرهای پسادکتری این گروه، داشت روی این «مسئله‌ی بهینه‌سازی» کار می‌کرد تا بتونه این برخوردها رو که باعث تولید انواع ذرات عجیب و غریب و به سختی قابل مشاهده می‌شن، بر اساس ترکیبات مختلفی از جرم ذرات، ارتعاشاتشون و طیف وسیعی از حرکت‌های غیرقابل پیش‌بینی‌شون و چیزای دیگه توصیف کنه.
ابزاری به اسم «دیاگرام فاینمن» کمک کرد تا مشکل حل بشه. این ابزار، عبارات ریاضی رو نمایش می‌ده که بیانگر تبادل انرژی بین دو ذره‌ای هستن که با هم برخورد می‌کنن و از هم جدا می‌شن.
این کار نه تنها یه مدل کارآمد از برخورد ذرات رو به دست داد که «تمام ویژگی‌های کلیدی ریسمانی رو تا یه انرژی مشخص» پوشش می‌داد، بلکه یه فرمول جدید برای پی هم تولید کرد که شباهت زیادی به اولین سری نمایش پی در تاریخ ثبت‌شده داره که توسط ریاضیدان هندی، سانگاماگراما مادهاوا، در قرن ۱۵ ارائه شده بود.
این یافته‌ها فعلا فقط در حد تئوری هستن، ولی ممکنه کاربردهای عملی هم داشته باشن.
ساها و سینکا تو مقاله منتشرشونده‌شون می‌نویسن:
«یکی از هیجان‌انگیزترین چشم‌اندازهای نمایش‌های جدید تو این مقاله، استفاده از تغییرات مناسب اون‌ها برای بررسی دوباره اطلاعات تجربی مربوط به پراکندگی هادرون‌ها (ذرات تشکیل‌دهنده هسته) است.»
این زوج دانشمند اضافه می‌کنن: «نمایش جدید ما همچنین تو ارتباط با هولوگرافی آسمانی هم مفید خواهد بود»، که اشاره به یه مدل جذاب ولی هنوز فرضی داره که می‌خواد مکانیک کوانتومی رو با نسبیت عام از طریق برآفکنی‌های هولوگرافیک از فضازمان آشتی بده.
ما بقیه هم می‌تونیم با دونستن اینکه پژوهشگران می‌تونن با دقت بیشتری اجزای تشکیل‌دهنده عدد π معروف رو توصیف کنن، راضی باشیم.
این تحقیق تو Physical Review Letters منتشر شده.
