توصّل علماء إلى اكتشاف مذهل يرتبط بعدد π (عدد "باي" أو ثابت الدائرة)، حيث وجدوا صيغة كلاسيكية لـ π مخبأة في عالم الفيزياء الكمومية. هذا الإكتشاف مثير و متميز لأنه يُعبّر عن علاقة خاصة، و غير معروفة من قبل، بين الفيزياء الكمومية و الرياضيات!

formula-for-pi-discovered-hidden-hydrogen-atom-quantum-physics


 عدد π (يساوي 3.14) هو نسبة ثابتة يتم الحصول عليها عند تقسيم محيط الدائرة على قطرها، وهو مهمّ جدا في عالم الرياضيات. لكن العلماء وجدوه لأول مرة "مخبّأ" في الفيزياء عند استخدامهم الميكانيك الكُمّية (أو الكمومية) لمقارنة مستويات طاقة ذرة الهيدروجين.
 يعود هذا الإكتشاف فعليا إلى سنة 2015، وعبّر العديد من الرياضيين والفيزيائيين عن حماسهم وشعورهم بالذهول بعد إيجاد صيغة رياضية بحتة من القرن السابع عشر داخل نظام فيزيائي تم اكتشافه بعد 300 عام.


 تحقق هذا الإكتشاف عندما كان كارل هاغن، أستاذ في فيزياء الجسيمات بجامعة روتشستر الأمريكية، يُقدّم درسًا في الميكانيك الكمومية، ويشرح لطلابه كيفية استخدام تقنية تُعرف باسم "مبدأ التباين" (variation principle) لتقدير حالات الطاقة في ذرة الهيدروجين. و أثناء مقارنة هذه القيم بالحسابات التقليدية، لاحظ الأستاذ وجود اتجاه غير عادي في النسب.
 طلب كارل بعد ذلك المساعدة من زميلته تمار فريدمان لمواصلة دراسة هذا التوجّه، وسرعان ما أدركا أنها ليست إلا مظهرا من مظاهر صيغة "واليس" المتعلّقة بعدد π، لتكون هذه أول مرة يتم فيها اشتقاق هذا العدد الثابت من الفيزياء الكمومية، لكن عن غير قصد.


 صيغة واليس (نسبة للعالم جون واليس) هي عملية الجداء التي يتم بها حساب عدد π منذ 1655، و تشير الكثير من الأدلة إلى صحّتها منذ آنذاك، لكن جميعها تأتي من الرياضيات البحتة.


Wallis book Arithmetica Infinitorum pi formula
صفحات من كتاب للعالم جون واليس حول جداء "بي" - المصدر: غوغل 


 توالت مختلف ردود الأفعال حول اشتقاق عدد π م الفيزياء الكمومية، فقال أحدهم أن الأمر أشبه بالسحر، وقال آخر أن وجود صيغة لعدد π داخل الميكانيك الكمومية مثير للدهشة، وأنه منبهر لأن الطبيعة حافظت على هذا السر طوال الثمانين عاما الماضية. فما هي يا ترى الروابط السرية الأخرى التي لا تزال موجودة ، بين الفيزياء الكمومية والرياضيات البحتة؟


إرسال تعليق Blogger

 
Top