数学オタクとデザート愛好家が団結して、毎年 3 月 14 日の円周率の日を祝います。円周率の日は、数学定数 円周率の最初の 3 桁を表す日です。
円の円周と直径の比率を表す pi は、ほぼ 3.14159 に等しくなりますが、その桁は永遠に続きます。学校では、円の面積や円柱の体積を計算するために使用したことがあるかもしれません。しかし、円周率の応用は無限にあり、私たちの世界の隅々にまで広がっています。
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この祝日は、サンフランシスコのエクスプロラトリアム科学博物館の物理学者ラリー ショーによって 1988 年に創設されました。
「彼は非常にオープンで広大な世界観を持っており、この数字という数学的概念に、人々を数学学習の喜びに誘う機会があると考えていました」と、2017年に亡くなる前にショーと一緒に働いていた博物館の公共プログラムのプログラムディレクター、サム・シャークランド氏は語った。
パイをフィーチャーした小さなスタッフのお祝いとして始まりましたが、すぐに数百人の訪問者が数字を持ってパイ神社の周りを行進する壮大な行列に変わりました。参加者は、パレードのお気に入りの数字を手に入れるために早めに到着することがよくあります。シャークランド氏によると、首にこのシンボルのタトゥーを入れた女性が毎年やって来て、円周率の旗を掲げて前線付近を行進しているという。
祝賀会は午後 1 時 59 分に始まり、次の 3 桁の円周率を表します。
科学の最先端で pi が使用されている方法をいくつか紹介します。
宇宙空間の円周率
Artur Davoyan 氏の機械工学および航空宇宙工学の分野では、pi は非常に基本的なものであるため、その使用例を 1 つ特定するのは難しいと彼は言いました。
カリフォルニア大学ロサンゼルス校のダヴォヤン教授は、円周率は「宇宙船の動き、材料とその仕組み、推進システムなど、あらゆる計算に使用される文字通りあらゆる計算式」の一部であると述べた。
丸いもの、または周期的または繰り返しの特性を持つもの (電波など) には、π が関係します。ダボヤン氏によると、正方形や不規則な塊であっても、一連の徐々に小さな円に分解し、円周率を使用して計算できるという。
ダヴォヤン氏の研究は、宇宙船をより迅速に太陽系の彼方まで送り、情報を収集して地球に送り返すための新しい推進システムを作成する方法を検討している。同氏は、1977年に打ち上げられたものの、2012年と2018年まで星間空間に到達しなかったNASAのボイジャー1号と2号を指摘した。
これらの宇宙探査機に信号を送信するには、NASA は太陽の周りの軌道上の地球の正確な位置を計算し、pi を使用して通信用のアンテナを設計する必要があります。その後、科学者は、地球に送信される複雑な信号を受信して分解するときに、もう一度 pi を使用します。
「宇宙人が私たちに、どう対処すればよいかわからない何かを送ってきたとしましょう」とダヴォヤン氏は言う。 「そこで、最初に行うことは、それを単純な関数に分割しようとすることです…そして、この操作を行うと、当然その中に pi が含まれることがわかりました。」
円周率の小さな液滴
円周率は、少量の液体を研究するときにも頻繁に登場します。
UCLA サムエリ工学部生物工学科の学部長であるディノ ディ カルロは、細胞の小さな試験管として機能するポリマーから小さな粒子を作成する研究を行っています。これは、細胞を詳しく調べてその機能や内部にあるものを知るための重要なツールとして使用されます。
ディ・カルロ氏によると、pi定数は、液滴の形成方法の計算、液滴がどのように分解するかを定義する表面張力の計算、そして研究者がそれらの体積のサイズをどのように制御できるかを計算する際に使用されるという。
ディ・カルロはこの技術を利用して、がん細胞が発する信号をブロックする可能性のある抗体（体内の病気と戦う小さなタンパク質）を見つけようとしている。
円周率は、液体がチューブやバリアをどのように流れるかを調べる際の計算の重要な部分でもあります。一例としては、持ち帰り用の新型コロナウイルス感染症（COVID-19）検査で体液サンプルがゆっくりと横に流れる場合が挙げられます。
ディ・カルロはこれらの特性を利用して、以前のように数日または数週間ではなく、20 分で完了できるライム病の新しい検査を考案しました。
「エンジニアであり科学者として、円周率は人生の一部にすぎません」とディ・カルロ氏は語った。 「もしかしたら、それが当たり前だと思っていたのかもしれない。」
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