2015 yılında bilim insanları inanılmaz bir şey keşfettiler: kuantum fiziği dünyasında saklı olan pi (π) sayısı için klasik bir formül.
Pi sayısı bir dairenin çevresi ile çapı arasındaki orandır ve matematikte son derece önemlidir. Bilim insanları hidrojen atomunun enerji seviyelerini karşılaştırmak için kuantum mekaniğini kullanırken, fizik dünyasında “gizlenen” pi sayısıyla karşılaştılar.
Peki bu niçin bu kadar önemli? Çünkü bu keşif, kuantum fiziği ve matematiğin arasında inanılmaz derecede özel ve önceden bilinmeyen bir bağlantıyı ortaya çıkardı.
ABD’deki Rochester Üniversitesi’nde bir matematik uzmanı olan Tamar Friedmann, 17. yüzyıldan beri tamamen matematiksel olarak kabul edilen bir formülün 300 yıl sonra keşfedilen bir fizik sistemini karakterize ettiğini ifade etti.
Wallis Formülü
Keşif, Rochester Üniversitesi’nde parçacık fiziği uzmanı olan Carl Hagen’ın bir sınıfa kuantum mekaniği ile ilgili ders verirken öğrencilerine bir hidrojen atomunun enerji durumları üzerinde kuantum mekaniğini nasıl kullanabileceklerini öğretmesi sırasında gerçekleşti.
Değerleri geleneksel hesaplama yöntemleriyle karşılaştırırken Hagen, oranlarda alışılmadık bir eğilim olduğunu fark etti. Bunun üzerine Friedmann’dan bu eğilimi ortaya çıkarması konusunda yardım istedi. Hagen ve Friedmann, aslında ilk kez fizikten türetilen pi’nin, Wallis formülünün bir tezahürü olduğunu hemen fark etti.
Hagen, “Pi için Wallis formülünü aramıyorduk. Sadece karşımıza çıktı,” derken, Friedmann ise “Tam bir sürprizdi,” diye ekledi. “Wallis formülünü hidrojen atomu denklemlerinden çıkardığımızda heyecandan havalara uçtum.”
1655’ten beri pek çok Wallis formülü kanıtı vardı, ama bundan önce hepsi matematik dünyasından gelmişti. Forbes’te matematik üzerine yazılar yazan Kevin Knudson ise konuyla ilgili olarak dergideki köşesinde “Bu sanki bir sihir. π formülünün hidrojen atomunun kuantum mekaniği içinde gizlenmesi şaşırtıcı ve aynı zamanda memnun edici.” diye yazdı.
Friedmann “Doğa, bu sırrı 80 yıldır saklıyordu. Bunu açığa çıkardığımıza sevindim.” dedi.
Henüz daha fazlasını keşfedememiş olsak da kuantum mekaniği ile matematik arasında halen gün yüzüne çıkmayı bekleyen başka gizli bağlantıların olup olmadığını merak ediyoruz.
Kaynak: Science Alert
