«Число Пи» внутри атома

Физики из США утверждают, что «число Пи» – это не простая константа, а величина фундаментального значения физики. Этот показатель отражает расположение вероятных траекторий электронов в атоме газообразного водорода.

В издании JournalofMathematicalPhysics публикуется исследование, в котором с физической точки зрения обоснована математическая константа, «число Пи». Вероятнее всего, что имеет огромное значение квантовой физики – ведь демонстрирует настоящие орбиты электронов в атоме молекулы водорода.

Тамар Фридманн из университета Рочестера заявил: «Это открытие стало настоящей неожиданностью. При выведении формулы Валлиса многие буквально «запрыгали от счастья». Подобный вывод красиво связывает физику и математику. Поразительно, но математическая формула XVII века отражает физическую систему, открытую спустя 300 лет».

Коллега Фридманна вместе с Карлом Хагеном предположили подобное после попытки расчета энергетических уровней – «высот» расположения электронов относительно ядра в молекулах обычного водорода.

По объяснению ученых, адепты квантовой физики часто прибегают к решению на основе уравнений Шредингера, которые помогут вычислить расположение энергоуровней с большим приближением, но экономия при этих действиях сохраняет массу времени.

При обучении студентов подобной физической хитрости, Хаген настаивал на использовании формулы для реального объекта – атома водорода, ведь положение и свойства его энергоуровней давно установлено физиками по подсчетам и проведенным опытам.

При решении задачи со студентами, Хаген обратил внимание на тот факт, что разброс в предсказанных уровнях и реальных соответствовал неустановленной математической последовательности, движение от нижних к верхним уровням. Предположим, ошибки первого уровня, где располагался один электрон, составил 15%, а второго – 10% и т. д.

Прогрессия привлекла внимание Хагена и он обратился к Фридманну, специальность которого математик. Вместе они составили модель движения электронов на энергетических уровнях, раскрыв, что повышение частицы относительно ядра говорит об увеличении орбиты, напоминающей идеальный круг.

При изучении кругов Фридманн вспомнил математика Джона Валлиса, который в 1655 году вывел формулу расчета «числа Пи». Это постепенно сходящийся ряд бесконечных дробей, которые перемножают друг на друга – 2/1 * 2/3 * 4/3 * 6/5 и т. д. Оказывается это истинный разброс реальных и вычисленных свойств энергетических уровней.

Таким образом, Хаген и Фридманн смогли показать физический смысл «числа Пи». Абстрактный мир математики и реальный физики тесно связаны, и определяется по многим константам, ранее считавшихся только математическими.

ettv