Pesquisando a fundo a audaciosa teoria das cordas, que busca unificar relatividade geral e mecânico quântica, dois físicos indianos acabaram descobrindo uma maneira mais fácil de observar o Pi (π), a icônica razão entre o comprimento de uma circunferência e o seu diâmetro. Além da teoria das cordas, a descoberta pode ter implicações em outras áreas da ciência e da matemática.
Em um artigo publicado recentemente na Physical Review Letters, os autores apontam que a nova representação do Pi permite uma manipulação mais eficiente dessa constante matemática durante a resolução de processos físicos complexos. Uma das aplicações é analisar as interações entre partículas durante o chamado espalhamento quântico.
Falando do entusiasmo pela descoberta da nova abordagem, o coautor Aninda Sinha, do Instituto Indiano de Ciência, explicou que estava, com seu colega Arnab Priya Saha “estudando física de altas energias na teoria quântica e tentando desenvolver um modelo com parâmetros mais simples e precisos para entender como as partículas interagem”
Como os dois físicos chegaram à nova forma de calcular o Pi?
Em um comunicado à imprensa, os autores explicam que, utilizada dentro de determinados parâmetros, a nova fórmula atinge resultados muito parecidos com uma antiga representação do Pi no século XV, feita pelo matemático indiano Sangamagrama Madhava, que foi a primeira registrada na história.
A ideia de Sinha era representar matematicamente as interações de partículas subatômicas, usando o menor número possível de fatores simples. Ele precisava descrever as interações de partículas estranhas e difíceis de vislumbrar emitidas durante um “problema de otimização”, que envolve combinações da massa, vibrações e movimentos erráticos desses elementos.
Empregando uma antiga ferramenta da eletrodinâmica quântica chamada diagrama de Feynman, eles obtiveram um modelo de interações de partículas capazes de capturar “todas as principais características vibrantes até um certo nível de energia”, diz o estudo. Mas isso acabou resultando em uma nova fórmula para o Pi muito parecida com a histórica representação de Madhava.
Quais os usos práticos da nova fórmula de calcular o Pi?
Em seu artigo, Saha e Sinha explicam que, embora sua descoberta serja puramente teórica, “uma das perspectivas mais interessantes das novas representações neste artigo é usar modificações adequadas delas para reexaminar dados experimentais de espalhamento de hádrons”, experimentos realizados em aceleradores de partículas.
Outra aplicação prática do “novo Pi”, segundo a dupla, é na conexão com a “holografia celestial”. Essa hipótese propõe que as informações sobre o que ocorre em um espaço tridimensional podem ser codificadas em uma superfície bidimensional circundante. Na cosmologia, esse paradigma é explorado na teoria das cordas e na teoria quântica de campos.
Embora a nova fórmula de calcular o Pi se mostre promissora, alguns teóricos do Departamento de Matemática da Universidade de Columbia discordam de sua precisão.
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