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2024-07-10 00:30:00
ジャカルタ –
きっと計算者はファイ(π)という数字をご存知ですよね?この数字は、通常、物理学や数学の公式の計算に登場します。しかし、最近、科学者たちはファイという数字を研究し、新しい方法で表現しています。どのように?
Physical Review Letters に掲載された研究で、ポスドクの Arnab Saha 氏と高エネルギー物理学センター (CHEP) の教授 Aninda Sinha 氏が、数 π の新しい級数表現を調査しました。
インド科学研究所(IISc)の科学者らは、高エネルギー粒子の量子散乱などの分解プロセスに関わる計算からπを抽出するより簡単な方法を提供した。
「当初、我々の試みはπを見る方法を見つけることではなかった。我々がやっていたのは、量子論における高エネルギー物理学を研究し、粒子がどのように相互作用するかを理解するために、より少ない、より正確なパラメータを持つモデルを開発することだけだった。πを見る新しい方法を見つけたとき、我々は興奮しなかった」とシンハ氏は語ったと伝えられている。 物理.org。
以前、15 世紀にインドの数学者サンガマグラマ・マダヴァによって提案された、ある制限の下での π の表現に近い新しい公式がありました。これは歴史上初めて記録された π 級数でした。
高エネルギー相互作用粒子の研究に焦点を当てる
シンハ氏のチームによると、理論的枠組みでは、自然界のすべての量子プロセスは、単に弦を弾いたさまざまな振動モードを伴うと仮定している。
したがって、彼らの研究は、大型ハドロン衝突型加速器で衝突する陽子など、高エネルギー粒子が互いにどのように相互作用するかに焦点を当てています。
「できるだけ少なく、できるだけ単純な要素を使ってこれを観察するにはどうすればよいか。これらの複雑な相互作用をどのように表現するかは、『最適化問題』の範疇に入る」と研究者らは説明した。
「このようなプロセスをモデル化するのは簡単ではない。なぜなら、移動する粒子ごとに、質量、振動、運動に利用できる自由度など、考慮する必要があるパラメータがいくつかあるからだ」と研究者らは付け加えた。
2つの数学ツールを組み合わせる
効率的なモデルを開発するために、研究者たちはオイラーベータ関数とファインマン図という2つの数学的ツールを組み合わせることにしました。
オイラーベータ関数は、機械学習を含む物理学や工学のさまざまな分野の問題を解決するために使用される数学関数です。
ファインマン図は、2 つの粒子が相互作用して散乱するときに発生するエネルギーの交換を記述する数学的表現です。
研究チームが発見したのは、粒子の相互作用を説明できる効率的なモデルだけでなく、π 系列の表現でもありました。
「数学では、πなどのパラメータをその構成要素で表すために級数が使われる。πが『料理』なら、級数は『レシピ』だ。πは多くのパラメータ(または材料)の組み合わせとして表すことができる」と研究者は述べた。
研究者らは、今回の研究結果はまだ理論的なものだが、将来的に実用的な利益をもたらす可能性は否定できないと述べている。
「この種の仕事は、日常生活にすぐには応用できないかもしれないが、理論を実行すること自体の純粋な喜びを与えてくれる」とシンハ氏は語った。
ビデオを見る “ITB 最年少博士号取得者、マヤ・ナビラの数学学習法「
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#インドの物理学者がファイを表現する新しい方法を発見それはどのようなものでしょうか