Đột phá: Tìm ra công thức Pi hoàn toàn mới sau hàng nghìn năm

(Dân trí) - Phát hiện này không chỉ làm giới khoa học bất ngờ mà còn mở ra triển vọng tối ưu hóa các mô hình mô phỏng vật lý, từ cơ học lượng tử đến trí tuệ nhân tạo.

Pi: Từ con số cổ đại đến công thức lượng tử đột phá

Số Pi, một hằng số toán học quen thuộc, đã đồng hành cùng nhân loại từ hàng nghìn năm trước, xuất hiện trong các phép tính hình học sơ khai của nền văn minh Babylon và Hy Lạp cổ đại.

Các nhà toán học như Archimedes từng nỗ lực ước lượng Pi với độ chính xác cao, đặt nền móng cho vai trò không thể thiếu của nó trong toán học, vật lý và kỹ thuật hiện đại.

Tuy nhiên, Pi là một số vô tỉ, với vô hạn chữ số thập phân không tuần hoàn và không thể biểu diễn dưới dạng phân số gọn gàng. Các giá trị xấp xỉ như 3,14159 hay 22/7 chỉ mang tính tương đối, bộc lộ giới hạn khi đối mặt với các bài toán đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối, đặc biệt trong cơ học lượng tử hay mô phỏng vật lý hạt.

Số Pi đã xuất hiện trong các phép tính hình học đầu tiên của nền văn minh Babylon và Hy Lạp cổ đại (Ảnh: Getty).

Trong nhiều thập kỷ, giới khoa học không ngừng tìm cách tối ưu hóa việc tính toán Pi, không chỉ vì giá trị toán học thuần túy mà còn để phục vụ các mô hình mô phỏng phức tạp trong nghiên cứu hiện đại.

Công thức Pi mới: Bước đột phá từ mô hình lượng tử

Theo Popular Mechanics, một bước đột phá bất ngờ vừa được công bố bởi hai nhà vật lý Arnab Priya Saha và Aninda Sinha từ Viện Khoa học Ấn Độ. Trong quá trình xây dựng một mô hình lượng tử mô phỏng sự tương tác giữa các hạt cơ bản, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một công thức tính Pi hoàn toàn mới, được công bố trên tạp chí Physical Review Letters.

Điểm đặc biệt của công thức này là khả năng hội tụ cực nhanh về giá trị Pi. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp sơ đồ Feynman, mô tả sự tương tác hạt trong vật lý lượng tử, với hàm beta Euler, một công cụ toán học thường dùng trong lý thuyết dây. Sự kết hợp này tạo ra một chuỗi tính toán với tốc độ hội tụ vượt trội so với các công thức truyền thống.

Công thức mới cho phép các nhà khoa học tính toán Pi với độ chính xác rất cao mà không cần lưu trữ hàng triệu chữ số, giảm đáng kể số bước xử lý trong các bài toán vật lý phức tạp. Điều này đặc biệt hữu ích khi sử dụng siêu máy tính để mô phỏng tương tác hạt hoặc cấu trúc vật chất ở cấp độ lượng tử.

Ý nghĩa và triển vọng ứng dụng trong khoa học tương lai

Công thức Pi mới không chỉ là một thành tựu toán học mà còn là một công cụ tính toán có tính ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực khoa học hiện đại. Việc giảm khối lượng xử lý dữ liệu giúp các mô hình vật lý vận hành nhanh hơn, chính xác hơn và ít tốn kém hơn. Đây là bước tiến quan trọng trong vật lý hạt, mô phỏng vũ trụ, phát triển vật liệu mới và ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong nghiên cứu khoa học.

Tiến sĩ Aninda Sinha tiết lộ, hướng nghiên cứu này từng được đề xuất từ thập niên 1970 nhưng bị bỏ dở do hạn chế về khả năng tính toán. Giờ đây, nhờ công nghệ hiện đại, nhóm của ông đã chứng minh rằng công thức Pi mới không chỉ khả thi mà còn vượt trội so với kỳ vọng ban đầu.

Dù chưa có ứng dụng trực tiếp trong đời sống hàng ngày, giới khoa học xem đây là một thành tựu quan trọng trong lĩnh vực khoa học cơ bản. Nó không chỉ mở rộng hiểu biết về số Pi mà còn đóng vai trò cầu nối giữa toán học thuần túy và các bài toán thực tiễn trong thế giới vi mô.

Như tiến sĩ Sinha chia sẻ, giá trị lớn nhất của phát hiện này nằm ở việc mở ra những cánh cửa mới cho tri thức và khám phá khoa học trong tương lai.

Nguồn: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/dot-pha-tim-ra-cong-thuc-pi-hoan-toan-moi-sau-hang-nghin-nam-20250914212437798.htm